Liste des Thèses de doctorat
Étude du comportement hydrodynamique du bain fondu lors du soudage à l’arc électrique
Dans cette étude, on s'intéresse aux mouvements du métal fondu dans le bain de fusion crée lors du soudage à l'arc TIG, sans métal d’apport. Ces mouvements sont initiés par des forces d'origines physiques différentes qui conditionnent l'allure mouillante ou pénétrante du joint soudé. La prise en compte de ces forces d'entraînement permet d'estimer de manière plus précise la forme et la morphologie du bain fondu ainsi que l’étendu de la ZAT.A travers ce sujet, nous envisageons d’utiliser un modèle mathématique approprié basé sur les équations du transfert thermique et de Navier Stocks pour décrire l’écoulement du fluide dans le bain fondu créé par l'arc électrique du soudage TIG. Ce modèle permet de résoudre les équations couplées de l’écoulement de fluide laminaire et du transfert thermique gérant le comportement des différents courants au sein du volume fondu. Voir les détails
Mots clés : soudage TIG, arc électrique, bain de fusion
Étude de l’effet des agents oxydants et réducteurs (ESC) sur le comportement mécanique des résines HDPE 100+ à court et long termes
L’effet de l’environnement (ESC) diminue la durée de vie des pipes en plastique enfouis dans divers sols. Cette étude s’intéresse à l’interaction des couches, interne et externe, d’un tube en HDPE 100+ avec des milieux chimiques agressifs représentés par l’eau distillée, l’acide chlorhydrique HCl (1%, 10%, 20%), l’acide sulfurique H2SO4 (1%, 10%, 20%), le dichlorométhane CH2Cl2, un mélange équimolaire commercialisé de toluène-méthanol et le pétrole brute à température ambiante dans les conditions du laboratoire pour plusieurs périodes d’immersion. Les résultats obtenus indiquent d’une manière générale, que le contact avec les milieux considérés et pour les 2 surfaces (interne et externe) à long terme augmente la rugosité (Ra, Rq, Rz) diminue la dureté (HS) et le module d’élasticité (E), ce qui est néfaste pour les pipes. Nous proposons que l’augmentation de la rugosité est due à la migration des antioxydants (AO), résultat vérifié par les mesures du temps d’induction à l’oxydation thermique (OIT) et par les observations microscopiques MEB. Pour la diminution de la dureté nous suggérons que c’est dû à la diminution de la cristallinité (Xc) mesurée à partir des diffractogrammes DRX et des thermogrammes DSC. Le comportement σ-ε traduit la dégradation mécanique des couches interne et externe du pipe. Voir les détails
Mots clés : polyéthylène, dégradation, ESC, rugosité, dureté Shore, cristallinité, pipes enfouis
Contribution à l’étude de la cohésion du joint de soudure hétérogène entre un acier duplex et un acier HSLA
Les compromis qu’offrent les assemblages hétérogènes entre matériaux métalliques de nuances différentes ont permet au cours de cette dernière décennie à ces multi matériaux de couvrir des domaines d’utilisation très variés. Ils trouvent des applications particulières dans les industries d’hydrocarbures et automobile.Les procédés de soudage hétérogènes conduisent à des modifications de microstructure et induisent des contraintes de distorsion résiduelles jouant un rôle important sur la tenue mécanique des assemblages.Cette étude a pour objectif de contribuer à l’étude des phénomènes liés à l’opération de soudage (procédé TIG et SMAW) d’un acier inoxydable austéno-ferritique (DUPLEX) et d’un acier HSLA. Ceci implique l’identification des phénomènes de dilution en éléments trempant et fragilisant dans la zone fondue, la ségrégation au refroidissement et les transformations induites dans la zone affectée thermiquement.Ces phénomènes très complexes, conditionnent les propriétés mécaniques de l’assemblage et par conséquent sa bonne tenue. Voir les détails
Mots clés : soudage hétérogène, zone fondue, ZAT, acier duplex, acier HSLA, procédés TIG et SMAW
Soudage et caractérisation d’alliage d’aluminium et l’étude de son comportement en fatigue
Le travail se focalise sur le soudage d’alliages d’aluminium AA5083 et AA5086 non durcissable par précipitation et l’alliage AA6061 T6 à durcissement structural, ainsi que le soudage hétérogène des deux alliages par le procédé de soudage est le TIG. Une caractérisation métallurgique et mécanique sur les éprouvettes soudées sera faite afin de suivre l’influence du soudage sur la cinétique de précipitation et sa relation avec les propriétés de ces alliages après soudage dans la zone affecté thermiquement, ainsi que leurs comportements en fatigue. Voir les détails
Mots clés : alliages d’aluminium, durcissement structurale, précipitation, soudage, fatigue
Comportement structural et mécanique de réparations successives des cordons de soudure dans un acier HSLA
Le but de ce travail est d’étudié l'influence des réparations successives par soudage à l'arc électrique avec électrode enrobée sur la microstructure et les propriétés mécaniques de la zone affectéethermiquement dans un joint soudé en acier HLE API 5L X70 destiné au transport des hydrocarbures. Cette étudenécessiteune investigation mécanique et métallurgique, telles que la traction, la microdureté, la résilience et la microscopie optique et électronique, pour l’évaluation des propriétés mécaniques de l’assemblage soudé. L’analyse par diffraction des Rayons X (DRX) en utilisant le logiciel MAUD permet ainsi de caractériser, les tailles des cristallites, les microdéformations et la densité de dislocations. Voir les détails
Mots clés : soudage, réparation, Zone affectée thermiquement, API 5L X70, pipeline, ferrite aciculaire
Modélisation AB initio des défauts ponctuels dans les phases de laves
’évolution de la concentration des défauts ponctuels en fonction de la température et de la composition d’alliage a été étudié en utilisant le model de Wagner-shottky. L’interaction entre les différents défauts doubles et triples dans les phases de Laves du system Fe-Zr, a été prise en compte dans l’approximation de Bragg-Williams. Voir les détails
Mots clés : approximation de Bragg-Williams, modèle Wagner-Shottky, méthode des pseudopotentiels (PP), théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), défauts ponctuels, défauts triples, enthalpie de formation, propriétés thermodynamiques
Étude de la cohésion des matériaux multicouches réalisés par les procédés de revêtement et rechargement dur. Application : outils de coupe travaillant dans des conditions tribo-corrosives
Des coûts de cycle de vie réduits et une meilleure protection de l'environnement sont deux facteurs importants dans l'industrie aujourd'hui. Le traitement de surface est un outil précieux pour répondre à ces deux préoccupations, en facilitant le choix optimal de matériaux résistant à l'usure, à la corrosion, à la fatigue, etc.Dans cette étude, nous nous proposons d’étudier la cohésion des multi-matériaux obtenues par les rechargements et revêtements utilisés dans le domaine de coupe. Nous combinerons les techniques de revêtement (couche d’accrochage) et de rechargement dur (projection et soudo-brasage) sur un acier faiblement allié pour réaliser un multi-matériau pouvant travailler dans les milieux tribo-corrosifs. Voir les détails
Mots clés : multi-matériaux, interfaces, revêtement, rechargement dur, soudo-brasage, tribo-corrosion
Étude de soudabilité des aciers a haute limite élastique
Ce travail s’inscrit dans le cadre du développement des Techniques de soudage pour gazoduc vis à vis le comportement mécanique et la structure métallurgique du cordon de soudure, On s’intéresse par la nuance X70, matériau potentiellement utilisé dans le transport des hydrocarbures et de gaz sous forme des tubes avec soudures. Nos essais consistent à exécuter une opération de soudage à l’arc (SMAW/TIG) bout à bout d'un gazoduc, une caractérisation microstructurale de la zone soudée et une réalisation des éprouvettes prélevées perpendiculairement au sens du soudage et sollicitées en traction uniaxiale, afin de caractériser le comportement du cordon de soudure où les nouveaux propriétés mécaniques dues au soudage sont observables. Voir les détails
Mots clés : HLE, X70, soudage, SMAW, TIG, microdureté
Étude de soudabilité d'un acier inoxydable ferritique
Les aciers inoxydables ferritiques, en générale, sont associés à de nombreux problèmes lors du procédé de soudage. Ces problèmes sont le grossissement des grains, à la fois dans la zone fondu (ZF) et celle affectée thermiquement (ZAT) et la formation de martensite au joints des grains de la soudure. Le grossissement des grains de la ferrite à haute température et la présence de martensite font que la résilience à température ambiante est généralement faible, ce qui fait que l’assemblage devient sensible à la rupture fragile. Le but du travail consiste, premièrement à caractériser la microstructure des soudures sous paramètres variables et ensuite à optimiser ses mêmes paramètres. On s’est concentré sur l'amélioration de l’affinage de la taille des grains durant le procédé de soudage. Voir les détails
Mots clés : courant de soudage, vitesse de soudage, acier inoxydable ferritique, taille des grains
Étude et simulation des propriétés optoélectroniques des lasers à puits quantiques
Le laser à puits quantique est un composant qui utilise les effets quantiques de la matière à l’échelle nanométriques (confinement quantique des électrons dans des hétéros structures semi-conductrices). Ces structures fait appel à la physique du transport électronique et à la physique des phénomènes optiques, voire à la mécanique quantique, lorsque les dimensions des zones actives sont très faibles (puits quantiques). Les semi-conducteurs III-V sont rapidement apparus comme les matériaux de choix pour des applications spécialisées. Notamment, GaAs et le InP se sont distinguées par leur grande mobilité électronique et leur bande interdite directe. Leur grande mobilité électronique permet d’obtenir des dispositifs à haute rapidité de commutation en électronique, alors leurs bandes interdites directes favorisent les transitions optiques. Ces propriétés, leurs permet d’être des matériaux prometteuses surtout dans le domaine des télécommunications tels que les lasers. L’objective du présent projet concerne le développement des modèles mathématiques adéquats en vu d’étudier les propriétés optoélectroniques en fonction des différent paramètres géométriques et électriques des diodes lasers a puits quantiques a base des matériaux semi-conducteurs III-V par le biais du simulateur Atlas TCAD Silvaco. Pour en valider ces résultats vont être comparé a des résultats expérimentaux (ou de simulation) existant. Voir les détails
Mots clés : dimensionnel simulation, laser diode, MQW, Silvaco, semi-conducteur III-V