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Résumé thèse Romain Beydon

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Adhérence et contraintes thermomécaniques d'élaboration de revêtementsmétalliques projetés par plasma sur composites à matrice thermodurcissable

 

Romain BEYDON - 1 décembre 2000.

L'utilisation de matériaux composites à matrice organique renforcée de fibres dans la fabrication d'éléments de structures aéronautiques peut nécessiterl'adjonction d'un revêtement pouvant les rendre électriquement conducteur. Un dépôt de cuivre projeté par plasma peut assurer cette fonction.

L'étude bibliographique a permis de montrer l'inadéquation des essaisd'adhérence classiques aux cas des dépôts minces à faible module d'élasticité. Ainsi, deux tests ont été spécifiquement développés pourcaractériser l'adhérence mécanique du dépôt de cuivre sur un composite unidirectionnel. Le premier est un test statique de flexion trois pointsmulticouche. Le deuxième test est un test dynamique de propagation de fissure en mode I. L'utilisation de ces deux tests mécaniques a permis d'étudierl'influence de l'épaisseur du dépôt sur l'adhérence en mettant en évidence une épaisseur critique de dépôt au-delà de laquelle l'adhérence diminue. Uneévaluation des contraintes résiduelles par diffraction des rayons X a permis de montrer une augmentation du niveau de contrainte avec l'épaisseur du dépôtet de corréler cette augmentation avec la perte d'adhérence précédemment démontrée.

Une simulation numérique 2D donnant accès au profil de température et auxniveaux de contraintes dans l'échantillon pendant le dépôt a été développée. Elle s'appuie sur deux techniques originales permettant lasimulation de la source de chaleur mobile ainsi que la croissance du dépôt. Le flux de chaleur reçu par l'échantillon est déterminé par un système permettantd'effectuer des mesures de température dans l'éprouvette lors des projections. Un calcul par méthode inverse permet d'obtenir la distribution duniveau de flux en fonction de la distance entre l'axe de la torche et l'échantillon. Après la validation de la simulation par comparaison avec desrésultats de la littérature, les niveaux de contraintes calculés sont comparés avec ceux obtenus par diffraction des rayons X et discutés.

Mots-clés :
Projection plasma, Adhérence, Contraintes résiduelles, Mesures de flux ,Simulation numérique 2D, Méthode inverse, Matériaux composites, Dépôt de cuivre.