Liste des communications
GENERATION D’ONDES MODALES DANS UNE STRUCTURE MULTICOUCHE PERIODIQUE, PAR UN FAISCEAU ULTRASONORE BORNE SOUS INCIDENCE
L’objectif de ce travail est de modéliser, en géométrie bidimensionnelle et en régime monochromatique, un problème d’interaction d’un faisceau acoustique émis par un transducteur plan, immergé dans un fluide, avec d’autres milieux de type fluide et en présence d’interfaces planes infinies. Pour cela, on a utilisé la méthode de décomposition en ondes planes basée sur l’intégrale de Fourier pour représenter le faisceau et pour résoudre le problème de la traversée des interfaces infinies. Dans le cas d’une structure multicouche périodique on trouve des angles d'inciden ce privilégiés pour lesquels le faisceau génère dans la structure des ondes modales mises en évidence dans un travail antérieur et appelées modes de période Voir les détails
Mots clés : ultrasons, Ondes Modales, Multicouche, Intégrale de Fourier
EFFET DE SOUDAGE A L'ARC ELECTRIQUE SUR DEUX TYPESACIERS
Dans ce travail de recherche nous présentons les résultats d'étude de l'effet de soudage à l'arc électrique sur deux types d'acier de compositions chimiques différentes mais qui sont destinés à la fabrication des pipes. La microscopie optique, la microscopie électronique à balayage, la microdureté et la diffraction des rayons X ont été nos moyens de caractérisations. Les résultats obtenus ont montré clairement la zoneaffectée thermiquement et la zone fondue et qui ont des propriétés mécaniques différentes. Les traitements thermiques isothermes à appliqués à des températures inférieures à 700°C sur les échantillons soudés ont changé considérablement l'état initial Voir les détails
Mots clés : acier, soudageà l'arc électrique, Microstructures, Ferrite
ELABORATION DE REVETEMENTS METALLIQUES A BASE DE MOLYBDENE SUR L’ACIER INOXYDABLE 304L
Bien que les aciers inoxydables soient résistants à la corrosion, des phénomènes de dégradation peuvent être mis en évidence dans certaines applications. Afin de limiter au maximum la détérioration de ces matériaux à haute température ou dans certains milieux agressifs, il est nécessaire de minimiser voire d’annihiler ces phénomènes de corrosion. Une voie prometteuse dans ce domaine concerne l’élaboration de couches protectrices de ces aciers par des procédés de dépôt. A cet effet, on s’est intéressé à l’étude d’un revêtement métallique à base de molybdène « Mo » présentant un intérêt considérable et très bénéfique pour ses propriétés de protection contre la corrosion des aciers inoxydables 304L. Les revêtements de Molybdène sont difficiles à obtenir en phase vapeur en raison du point de fusion élevé de cet élément. D’où l’intérêt de choisir, dans le cadre de cette étude, une technique de dépôt peu couteuse et facile à maitre en œuvre, dite technique de pulvérisation magnétron, pour l’obtention de tels revêtements. Le dépôt ainsi élaboré a été caractérisé au moyen des techniques d’analyse de surfaces telles que la spectrométrie des électrons Auger (AES) et la spectrométrie de rétrodiffusion de Rutherford (RBS). Les analyses de surfaces ainsi réalisées par AES et RBS montrent la formation d’un alliage de surface à base de molybdène « Mo » avec une épaisseur estimée à 200 A°. Le profil de concentration atomique du Molybdène, Fer, Chrome et Nickel, obtenu après une heure de décapage par des ions d’argon Ar+, met en évidence une forte inter-diffusion au niveau de la couche déposée des éléments Fer et Molybdène essentiellement. En fin, ce genre d’alliage de surface ainsi formé joue un rôle très bénéfique pour la résistance à la corrosion ce qui a été confirmé par la réalisation des tests de corrosion en milieu NaCl 3.5% avec un pH légèrement acide de l’ordre de 4. Mots clés : revêtement, pulvérisation magnétron, molybdène, corrosion, aciers inoxydable 304L Voir les détails
Mots clés : le Soudage, le CND, l’Industrie des Métaux
SOLIDIFICATION D’UN ALLIAGE DETYPE CO-NI-CR-W-C DANS UN RECHARGEMENT PAR PROJECTION PLASMA ARC TRANSFERE (PTA) SUR UN ACIER INOXYDABLE
Un dépôt d’alliage à base de cobalt de type Co-Cr-Ni-W-C a été réalisé par projection plasma arc transféré (PTA) sur la surface d’un acier inoxydable à soupape. L’alliage est caractérisé à l’état d’équilibre par une solution solide Co(γ) dendritique majoritaire et des carbures eutectiques M7C3et ηM6C. Au niveau de l’interface dépôt/substrat, cette microstructure est modifiée par le mode de refroidissement rapide de l’alliage lors du processus de son application à l’état liquide sur le substrat enacier relativement froid. La structure formée dans ce cas est hétérogène et des phases métastables peuvent se produire et être modifiées en cours de l’exploitation en température et dans un milieu agressif. Cette situation peut provoquer des conséquences indésirables sur les propriétés du revêtement et de sa fiabilité car elles sont directement liées aux microstructures formées lors du dépôt. Nous nous sommes intéressés plus particulièrement à cette microstructure hétérogène formée lors de la solidification de dépôt au contact du substrat en acier et à lapropriété mécanique de dureté dans la zone de l’interface reliant le couple soudé. La caractérisation a été effectuée par MEB-EDS, microsonde CAMECA et profils de micro duretés. Le dépôt obtenu a un aspect régulier et linéaire exempt de fissures avec peu de porositésLa morphologie de la microstructure représente les étapes desolidifications relativement rapide avec un gradient thermique élevé à son début au niveau de l’interface en formant une solution solide Co (γ) à front plan. Elle évolue progressivement en fonction du gradient thermique décroissant en s’éloignant de la jonction vers la surface de dépôt. La matrice prend alors les formes : cellulaire, mixte (cellules et dendrites) et dendritique vers la limite externe du dépôt. La croissance des dendrites se fait selon des ramifications primaires dans le sens de l’évacuation de la chaleur qui et se déroule suivant la direction perpendiculaire à l’interface, vers la surface externe de dépôt, suivit des bras secondaires puis tertiaires peu développés. Les carbures eutectiques M7C3et ηM6C formés sont très fins et se localisent au sein des espaces intercellulaires et inter-dendritiques de la solution solide (γ). Le modèle de la surfusion constitutionnelle développé dans la solidification des cordons de soudures des alliages binaires est utilisé pour expliquer la succession constatée dansla morphologie de la solution solide (γ) en assimilant le métal de base dans lecas de soudage au substrat et la zone fondue à l’alliage d’apportà base de cobalt. Les résultats que nous présentons apportentune meilleure compréhension des mécanismes élémentaires de solidification dans le dépôt d’alliage poly-constitué de type Co-Cr-Ni-W-C, la morphologie formée de la solution solide Co (γ) au niveau de l’interface, les propriétés mécanique de dureté qui en découlent et qui permettent de mieux appréhender les relations qui s’établissent avec le comportement mécanique macroscopique du matériau composite formé Voir les détails
Mots clés : alliages Co-Ni-Cr-W-C, dépôt massif, microstructure, Interface, surfusion
RECONSTRUCTION DES SIGNAUXD’ONDES ULTRASONORES LONGITUDINALES SOUS CONTRAINTES THERMOMECANIQUES
Cette étude traite de l'évaluation de la propagation d’ondes ultrasonoreslongitudinales dans des matériaux métalliques homogènes et isotropes soumis à des contraintes mécaniques élastiques de compression ou de traction. En sepropageant dans un matériau contraint, les signaux d’ondes réfléchies sont modifiés sensiblement en comparaison à leurs allures en absence de contraintes dans ce même milieu. Ce phénomène repose sur la théorie de l’acoustoélasticité qui établit les expressions des vitessesde propagation d’ondes ultrasonores longitudinales et transversales en fonction de certaines caractéristiques intrinsèques du matériau examiné et de l’ensemble des contraintes agissantes sur ce matériau (interaction ondes ultrasonores - contraintes appliquées).Pour étudier le comportement des ondes longitudinales réfléchies sous contraintes thermomécaniques statiques, nous proposons une étude théorique consacrée à la propagation d’ondes ultrasonores longitudinales dans deux types de matériaux soumis à des contraintes thermomécaniques. Ces deux matériaux sont en acier C33 et en alliage d’aluminium AlMg3 aux caractéristiques macroscopiques connues. Ils ont été retenus pour leur homogénéité, propriétés acoustiques et mécaniques. Leur usage est courant en construction mécanique des structureset machines. Pour la reconstruction de la forme des signaux d’ondes ultrasonores longitudinales sous contraintes thermomécaniques, on étudie le signal expérimental de l’onde longitudinale qui se propage dans le matériau considéré en absence de contraintes. En exploitant ce signal, on retrouve certains paramètres permettant d’approcher le mieux possible le modèle analytique réel du signal de l’onde. En Considérant la déformation élastique et la vitesse de l’onde considérée réfléchiepar la pièce examinée sous contrainte, le calcul du temps de vol de l’ondepermet de simuler le signal théorique sous la contrainte thermomécanique appliquée. Cette méthode de simulation appliquée aux matériaux élastiques isotropes offre de nouvelles perspectives pour la caractérisation non destructive du comportement mécanique des matériaux et structures sous sollicitations composées Voir les détails
Mots clés : Acoustoélasticité, Ondes de compression, Signaux, matériaux, contrainte, thermomécaniques
OPERATION D’ETAMAGE DES ACIERS INOXYDABLES A MEI_SPA
Procédés de régulage Les procédés de régulage utilisés à MEI sont : 1. Procédé de coulée centrifuge. 2. Procédé de rechargement (régulage)manuel au chalumeau (oxyacétylénique). 3. Coulée statique. Par retour d’expérience, des gammes types de réparation ont été mises en œuvre, elles consistent en : 1 ère Phase : préparation de surfaces Les surfaces à recevoir l’antifriction sont nettoyées et préparéesde telle manière à assurer une bonne adhérence du métal antifriction. 2ème phase : Application d’une sous couche de transition entre le métal de base et l’antifriction (Etamage). Cette phase est réalisée par l’un desdeux modes opératoires suivants. A) Par immersion dans un bain liquide avec respect des paramètres telle (Température 300 à 310 ° C) ainsi que le temps d’immersion (35’ à 45 min). B) Manuel par l’application de patte prête à l’emploi de composition - (100 % Sn ; 63% Sn + 37% Pb ou 95 % Sn et 5% Ag ) 3ème phase : Application de l’antifriction L’application se fera selon le choix du précédé avec respect des paramètres (Température de coulée, vitesse de rotation, nature de la flamme,…etc).Les contrôles CND par ressuage et ultrasons ont révélés des taux de rebut élevé. Cette situation est à l’origine d’un manque à gagner important. En vu d’y remédier nous avons recouru à : - la réalisation d’une couche intermédiaireen argent entre le métal de base et l’antifriction, lorsque la surface d’antifriction est faible. La réalisation avait donnée des résultats concluants. - La présentation de la problématique aux fabricants des produits pour nous préconiser des produits d’étamage de substitution appropriés. Enfin, leurs préconisations étaient inappropriées. Le développement de l’activité réparation des coussinets dont les corps sont (Inox ou Aluminium) est capitale vu l’importance du marché. Dans ce contexte MEI souhaite avoir une collaboration et assistance des organismes de recherche afin de prendre en charge cet aspect tout en nous préconisant des produits appropriés à ce sujet Voir les détails
Mots clés : soudage, cnd, l’Industrie des Métaux
ETUDE DU COMPORTEMENT MECANIQUE D’UN COMPOSITE STRATIFIE PAR THERMOGRAPHIE INFRAROUGE
L’analyse des modes de défaillances d’un matériau composite stratifié nécessite une méthode appropriée à même d’expertiser et d’identifier les différentes dégradations au niveau d’un stratifié .Les causes d’endommagement les plus préoccupantes sont le dédoublement par délaminage, les concentrations de contraintes autour des entailles et des trous. Ce travail traite de la rupture par délaminage, notamment inter laminaire, ainsi que de l’intérêt et les limites de l’application du concept du taux d’énergie dissipée « G » au délaminage et présente les outils utiles à l’étude du comportement mécanique des composites stratifiés par des approches analytiques. Les résultats obtenus de Gcpar application de la méthode des poutres modifiée, de la compliance et de l’intégration desurface sont en concordance La technique de thermographie infrarouge a permis de suivre l’endommagement en fond de fissure et les différentes constatations indiquent la mise en valeur du processus de dégradation conduisant au délaminage d’un stratifié que ce travail a pu élucider par l’approche thermique qui est présentée lors de ce travail Voir les détails
Mots clés : délaminage, composites, stratifie, endommagement, énergie, compliance
ETUDE PHYSICO CHIMIQUE DE LA JONCTION ELABOREE PAR SOUDAGE - DIFFUSION A 1020°C ENTRE L’ALLIAGE DE ZIRCONIUM ET L’ACIER INOXYDABLE
ans le génie nucléaire, de nombreuses pièces en zirconium etses alliages, doivent être assemblées à d'autres matériaux souvent en acierinoxydable [1, 2]. Comme par exemple, ceux des liaisons : - des tubes de force aux raccords d’extrémités en acier inoxydable, - de boîtiers de raccordement pour des thermocouples spéciaux implantés dans certains essais de sûreté nucléaire - des gaines de crayons combustibles de réacteur à eau légère vers les lignes d’instrumentations. L’utilisation de techniques conventionnelles d’assemblages, nécessite souvent de grande installation et de gros équipement. Ces procédés d'assemblage, qui par leur gabarit, trouvent généralement leurs limites dans certaines applications spécifiques et peuvent conduire par ailleurs, à des conséquences incontrôlables quant à leur structure métallurgique de la jonction obtenue après soudage [3, 4]. Celleci est due aux transformations métallurgiques induites au sein des zones affectées thermiquement conduisant ainsi à la fragilité du cordon de soudure. Cependant, les liaisons métallurgiques obtenues par interdiffusion des éléments chimiques de part et d’autres de l’interface à l’état solide, représentent des solutions souvent satisfaisantes à l’assemblage de ces deux matériaux dans le domaine du nucléaire. Le soudage par diffusion est l’une des techniques employées pour ce genre d’application. Notre étude présentée dans ce travail est de réaliser des jonctions Zy4/acier inoxydable (304L) formées par soudage diffusion entre les deux entités mises en contact à la température de 1020°C et sous une pression d'accostage dynamique. Les différentes techniques de caractérisation utilisées sont : le MEBE- EDX, la diffraction des rayons X (DRX), le miroduromètre, le mouton pendule et le potentiostat- galvanostatLes observations et les analyses du couple soudé à 1020°C, font révéler une interface constituée de trois zones distinctes composées d’une solution solide du type α(FeCr) et de d’intermétalliques du type Zr(Fe Cr)2et Zr2(Fe Ni) La filiation des microduretés au niveau de l’interface indique des valeurs très hétérogènes. Les faciès de rupture obtenus par l’essai de résilience fontapparaître une topographie qui met en évidence un comportement purement fragile avec un mode de rupture par clivage. L’accent sera mis sur le comportement électrochimique de l’interface du couple (304L/Zy-4) soudé par diffusion introduit dans une solution d’NaCl à 1M. La jonction a montré que l’interface présente un comportement presque identique à celui de l'acierinoxydable 304L, et résiste mieux à la corrosion que l’alliage de zirconium. Le couple d’alliages soudé ne présente aucun signe de corrosion galvanique Voir les détails
Mots clés : soudage, diffusion, alliage de zirconium, acier inoxydable, corrosion
ETUDE DE LA TRANSITION DUCTILE-FRAGILE DANS LES ALLIAGES D’ALUMINIUM 7075 T6 SOUDES PAR LE PROCEDE DE SOUDAGE TIG
Les transports aériens sont aujourd'hui en plein essor. Les constructeurs apprécient actuellement l’aluminium pour sa légèreté, ses qualités mécaniques et son caractère écologique. La haute qualité de surface, une fois décapée ou anodisée, lui donne un atout supplémentaire. Parmi les procédés d'assemblage utilisés, le soudage est une voie possible de remplacement du rivetage. Dans notre étude, on a utilisé le procédé de soudage TIG. Ce procédé est appliqué à des alliages à durcissement structural (série 2xxx, 6xxx, 7xxx) qui ont la particularité d’être difficilement soudable. Il a aussi pour conséquence de modifier la microstructure du matériau de base et donc ses propriétés mécaniques. En effet, même si en dehors du cordon de soudure, le matériau ne subit pas la fusion, il est sujet à des changements de température qui vont modifier son état de précipitation (notion de zone affectée thermiquement). Notre travail consistera à étudier les principaux traitements thermiques et leurs effets sur la microstructure, l’observation par microscope optique de ces changements d’une zone à une autre, et l’influence du procédé de soudage TIG sur les caractéristiques mécaniques d’un alliage d’aluminium 7075 T6. Ces caractéristiques mécaniques seront définies par des essais mécaniques (résilience et dureté). Le premier essai sera utilisé pour déterminer l’énergie de la rupture (rupture fragile ou ductile), et le deuxième pour déterminer la variation de la dureté et la micro-dureté dans chaque zone des pièces soudées (métal de base, zone affectée thermiquement ZAT, zone fondue) Voir les détails
Mots clés : Procédé de soudage TIG, alliages d’aluminium 7075 T6, traitements thermiques, propriétés mécaniques et microstructures
VALORISATION DES REJETS POUSSIEREUX EN FONDERIE SUBSTITUTION DE LA BENTONITE
Les exigences en matière d’écologie sont de plus en plus imposées par le législateur. En fonderie plusieurs matériaux, utilisés pour la confection des moules et des noyaux, produisent une grande quantité de poussière. Ces dernières sont rejetées dans l’atmosphère et peuvent être très néfastes pour la santé humaine des travailleurs. De ce fait, notre préoccupation est de les récupérer sous forme de coproduit et de les valoriser en tant que matière première. Notre étude a un double objectif : - Ecologique : Récupérer cette poussière fatale émanant des différents ateliers de la fonderie et ainsi préserver un environnement sain pour les travailleurs ; - Valoriser ces fines pour les substituer à la bentonite qui sert de liant et économiser sur le prix de revient de la fonte obtenue. Les résultats des essais réalisés sur un sable de fonderie avec substitution progressive de la bentonite par les fines récupérées ont montré : 1. La résistance à la compression et au cisaillement des sables diminuent légèrement avec la substitution de la bentonite par les fines, mais restent dans la fourchette appréciable de la fonderie jusqu’au mélange (4 % bentonite et 6 % fines) ; 2. La perméabilité du sable varie très sensiblement avec la substitution, elle reste appréciable jusqu’à 5% de fines ; 3. La structure de la fonte obtenue, la dureté et l’état de surface restent inchanger par la substitution de la bentonite par les fines jusqu’à 5 %. Voir les détails
Mots clés : Sable, Argile, fines, Liants, propriétés mécaniques, Structure.