Mémoires de Fin d’Etudes
Etablissement
Université Médéa -Yahia Farès
Affiliation
Institut des Sciences et de la Technologie
Auteur
ABDELLI, Meskarouh
Directeur de thèse
HANINI SALAH (Professeur)
Co-directeur
ZIRARI MOUNIR (Maitre de conférence)
Filière
Génie des procèdes
Diplôme
Doctorat
Titre
Simulation Numérique de l’impact d’une particule céramique (aluminium) liquide, vers un substrat solide pour l’étude des Phénomènes Thermiques et dynamiques Contrôlant la Solidification d’une Lamelle en Projection Thermique : Application à la Formation du
Mots clés
Projection Plasma, Formation de lamelles, Modélisation numérique, Transfert thermique, solidification rapide, tension superficielle de la goutte.
Résumé
Les propriétés des dépôts réalisés par projection plasma sont essentiellement liées à la structure d’une lamelle individuelle et à la qualité du contact entre les différentes lamelles déjà déposées. Cette structure est, dans une large mesure, contrôlée par le processus de solidification rapide des lamelles constituant le dépôt. Le succès et la durée de vie de ces dépôts dépendent, en grande part, de la qualité de l’adhérence entre le dépôt et le substrat ou entre les lamelles qui constituent le dépôt et qui sont formées par l’impact des particules de poudre qui s’écrasent sur le substrat. Ces propriétés d’adhérence et de cohésion ainsi que les propriétés thermo-physiques (thermiques, électriques, mécanique) sont liées à la morphologie des lamelles individuelles et à la qualité du contact entre ces lamelles et le substrat. La formation d’une lamelle dépend à la fois de paramètres liés à la particule en vol (sa taille, sa vitesse, sa température, son état de fusion à l’impact, et ses propriétés thermo-physiques) et de paramètres liés au substrat (ses propriétés, son état de surface, sa température de préchauffage et la présence éventuelle d’oxydes sur sa surface). Des travaux expérimentaux ont été consacrés à l’étude d’une lamelle individuelle ou Ils ont montré que la température de préchauffage du substrat semblait jouer un rôle déterminant sur la morphologie de la lamelle et ont conduit à définir une température de préchauffage du substrat dite « température de transition morphologique », au dessus de laquelle la lamelle adopte une forme de disque régulier , alors qu’en deçà, elle présente généralement une forme déchiquetée. Il a été montré récemment que, pour un substrat métallique (acier inoxydable), cette température de transition correspondait à un changement de topographie de la surface du substrat) qui améliore la qualité de contact à l’interface lamelle substrat et qui est dû à la formation d’une couche d’oxyde à l’échelle nanométrique . Parallèlement à ces études expérimentales, des modèles numériques se développent pour aider à mieux comprendre les phénomènes physiques qui interviennent lors de la formation d’une lamelle. A terme, ils devraient permettre de choisir judicieusement les paramètres clés contrôlant la formation d’une lamelle et celle d’un dépôt. C’est dans ce contexte que se situe notre étude numérique qui consiste en un modèle numérique simple qui tient compte des phénomènes de la solidification d’une lamelle individuelle. avec l’objectif d’intégrer au mieux les paramètres clés agissant sur la solidification d’une lamelle dans des conditions de projection plasma : épaisseur de la lamelle, température du substrat, son état de surface, états de fusion ,tension superficielle ,présence éventuelle de couches d’oxydes à la surface des substrats métalliques, qualité du contact lamelle-substrat.
Statut
Validé