Liste des documents
Growth and characterization of electrodeposited Cu2O thin films
This work demonstrates the electrodeposition of cuprous oxide (Cu2O) thin films onto a fluorine-doped tin oxide (FTO)-coated conducting glass substrates from Cu(II) sulfate solution with C6H8O7 chelating agent. During cyclic voltammetry experiences, the potential interval where the electrodeposition of Cu2O is carried out was established. The thin films were obtained potentiostatically and were characterized through different techniques. From the Mott–Schottky measurements, the flat-band potential and the acceptor density for the Cu2O thin films are determined. All the films showed a p-type semiconductor character with a carrier density varying between 2.41 × 1018 cm−3 and 5.38 × 1018 cm−3. This little difference is attributed to the increase of the stoichiometric defects in the films with the deposition potential. Atomic force microscopy analysis showed that the Cu2O thin films obtained at high potential are more homogenous in appearance and present lower crystallites size. X-ray Voir les détails
Mots clés : Cu2O, electrodeposition, Mott–Schottky, optical properties, Thin films, XRD
Contribution à l’évaluation du champ thermique relatif à l’arc électrique de soudage
Ce travail présente les résultats des études théoriques et expérimentales des arcs électriques de soudage dans les procédés de soudage à arc sous protection gazeuse, GTAW (Gas Tungsten Arc Welding)/TIG (Tungsten Inert Gas) et GMAW (Gas Metal Arc Welding)/MIG-MAG (Metal Inert Gas – Metal Actif Gas) en polarité directe et inverse. Le comportement, le mode de fonctionnement et la stabilité des arcs électriques de soudage influencent la qualité du soudage et déterminent la productivité du procédé de soudage. Les paramètres de soudage tels que le courant, la tension d’arc, la longueur d’arc et le type d’électrode ainsi que leurs diamètres jouent un rôle important dans le comportement et la stabilité des arcs électriques et, de ce fait, dans la détermination de la qualité finale du produit soudé. Dans ce travail, la physique de l’arc et le phénomène de la formation des gouttes et leur déposition sont étudiés et le rôle de chaque paramètre de soudage, influençant le comportement de l’arc de soudage et le processus de transfert de métal, a été analysé. Du fait de la forte interdépendance entre les paramètres de soudage, le travail expérimental a été entrepris de sorte à isoler l’effet de chaque paramètre pour l’étudier individuellement. L’imagerie rapide a été utilisée afin de visualiser le plasma d’arc ainsi que le transfert du métal. La spectroscopie a été utilisée pour la détermination des températures des densités électroniques du plasma. Le taux de Fe dans le plasma a été aussi déterminé par des techniques spectroscopiques. L’étude est complétée par le diagnostic électrique. L’analyse, des vidéos et des images obtenues, permet d’extraire d’importantes informations géométriques concernant le plasma, les électrodes et les gouttes métalliques. Les images, de bonne qualité, obtenues avec un agrandissement appréciable permettent de déterminer le diamètre et le volume des gouttes ainsi que la fréquence de détachement de ces dernières. Le travail expérimental permet ainsi de déterminer et de corréler les paramètres de soudage influençant le transfert du métal au sein des plasmas de soudage. En se basant sur les résultats de l’imagerie rapide, la densité du courant de soudage a été déterminée expérimentalement en utilisant un montage adéquat. Les expériences menées montrent que, pour un courant et un fil de soudage donnés, la stabilité du plasma et le mode de transfert de métal dépendent fortement à la fois du courant et du gaz de protection utilisé. La méthode des volumes finis a été utilisée pour déterminer la distribution de la température dans le plasma de soudage et les résultats obtenus sont comparés avec les résultats expérimentaux. Voir les détails
Mots clés : arc de soudage, GMAW, GTAW, spectroscopie, imagerie rapide
Contribution à la détection et au diagnostic des défauts. Application aux systèmes dynamiques et aux matériaux
La détection et le diagnostic des défauts, jouent un rôle important dans la sécurité et la productivité.Ils fournissent aux opérateurs des informations relatives au fonctionnement des processus et la qualité des produits. Ils peuvent être effectués manuellement dans les cas simples. Dans les autres cas, un apport d’outils avancés sera nécessaire pour l’analyse. Cette assistance contribue à mieux interpréter les données, c’est-à-dire suivre l’évolution des processus ainsi que l’état des produits.Les travaux présentés dans cette thèse se situent dans le cadre de l’application des méthodes existantes et la proposition des nouvelles approches pour le diagnostic des défauts des systèmes dynamiques et des matériaux. Voir les détails
Mots clés : détection et diagnostic des défauts, sécurité, productivité, qualité des produits, systèmes dynamiques, matériaux
Élaboration et caractérisation d’un matériau multi-phase WC-W-NI obtenu par le procédé d’infiltration spontané de poudres libres. Application : matrice des outils de forage brasée au taillant PD
Le procédé non conventionnel du frittage de poudres libres (non compactées) par infiltration est souvent utilisé pour réaliser la partie active des trépans monoblocs comme les outils en PDC (Polycristalline Diamond Compact). Cette technique de moulage s’impose en raison des spécificités mécaniques et hydrauliques relatives au forage pétrolier des profils géologiques tendres. La géométrie complexe de l’outil impliquant, notamment, la brasure des pastilles PDC sur la matrice infiltrée, nécessite l’optimisation des paramètres liés au mélange de poudres, au liant utilisé et au cycle de frittage imposé. Le mécanisme de densification prépondérant correspond à l’attraction capillaire entre les poudres libres et le liant métallique utilisé. Les structures des composites obtenues, pour le même alliage, sont semblables à celle consolidée par frittage en phase liquide. Ce travail s’intéresse essentiellement à l’évolution microstructurale du mélange de poudres libres WC/W2C-5W-5Ni au cours de l’infiltration par deux liants métalliques, à savoir ; le cupromanganèse Cu-30Mn-1P et le bronze allié Cu-15Sn-3Ni. Nous avons caractérisé les différentes zones du composé formé afin de mettre en évidence l’effet de la gravité sur la réactivité des éléments de la poudre sur la microstructure. La morphologie et la répartition des éléments constituant la matrice sont établit par MEB (Microscope Electronique à Balayage) couplé à l’EDS (Energy Dispersive Spectroscopy). Nous avons discuté particulièrement, l’effet de la dissolution des particules de Ni sur la microsutructure finale du composite. Des profils de concentration et des cartographies X établis par EDS et des profils de dureté HRA et microdureté HV0.1 sont réalisés dans le sens de l’infiltration. Nous avons, en outre, réaliser et caractériser des brasures des composites obtenues par infiltration avec les substrats des taillons en PDC (cermet WC-Co) au niveau des interfaces. Voir les détails
Mots clés : infiltration, poudres libres, frittage, matrice, PDC, brasage
Étude de la soudabilité et du comportement mécanique des alliages de titane
L’utilisation des alliages de titane pour les composants de structure soumis à des températures croissantes est en pleine expansion dans le secteur aéronautique. Ce travail concerne la caractérisation de tôles en alliages TA6V soudées par procédé TIG. La détermination des caractéristiques mécaniques en liaison avec les transformations métallurgiques relatives aux configurations d’assemblage a permis une comparaison rigoureuse des matériaux étudiés. L’influence du traitement thermique 720°C/2h sur les relations structures/propriétés mécaniques a également été étudiée afin de prévoir le comportement des assemblages dans les conditions réelles d’emploi. Voir les détails
Mots clés : soudage, TA6V, contraintes résiduelles, traitement thermique
Élaboration d’électrodes modifiées par métallisation de matériaux non-conducteurs
Ce travail a pour objectif l’élaboration et la caractérisation des revêtements d’argent, de nickel, et d’or déposés par voie purement chimique sur des substrats non-conducteurs, à savoir la bakélite et larésine époxy. Le but consiste à élaborer de nouvelles électrodes utilisées particulièrement comme anodes,soit dans des milieux acides très agressifs tels de récupération des métaux nobles, soit dans des milieuxd’électrosynthèse à l’instar de l’électrolyse du chlorure de sodium. L’intérêt de cette étude étant de remplacer le titane - très coûteux- utilisé dans les électrodes actuelles comme substrat revêtu de matériaux semi-conducteurs par des matériaux moins chers revêtus d’or. Les techniques retenues pour caractériser les revêtements réalisés sont les microscopies optique et électronique à balayage, la DRX, la voltampérométrie, la SIE, ainsi que des tests thermiques. Les électrodes élaborées ont montré des performances pratiques prometteuses pour différents domaines. Voir les détails
Mots clés : électrodes modifiées, revêtements métalliques, métallisation des plastiques, électrodéposition
Comportement au vieillissement et a la restauration par traitement thermique de l’acier inoxydable austenoferritique SAF 2205
Les aciers inoxydables duplex avec une microstructure ferrito - austénitique offrent une bonne combinaison de résistance à la corrosion par piqûres et de haute résistance qui ne sont pas réalisables de façon concomitante en utilisant une seule phase classique telle que les aciers inoxydables austénitiques ou ferritiques. L’acier inoxydable duplex utilisé dans cette étude est un alliage ayant une microstructure stable constitué d'environ 48 % de ferrite et 52% d'austénite à température ambiante. Afin d'étudier le vieillissement et la restauration de cet acier et leurs influences sur les propriétés mécaniques, des traitements de vieillissement à 850 ° C (après recuit à 1080 ° C et 1120 ° C et 1250 ° C) ont été réalisés pendant des durées différentes. Enfin, un traitement de recuit a été réalisé, pour tous les échantillons, à 1080 ° C pendant 60 minutes afin de dissoudre les précipités et restaurer l’équilibre des phases d/g de l'acier 2205. Les échantillons ont été soumis à des tests d'impact et de mesures de dureté avant et après tous les traitements. Enfin, les changements de microstructure en raison des traitements ont été étudiés par microscopie optique et électronique. Les résultats ont montré que le traitement de vieillissement a eu un effet négligeable sur la dureté. En outre, des modifications considérables en termes de précipitation de particules intermétalliques néfastes ont été observées dans la microstructure lors du vieillissement qui a conduit à une diminution significative de la ténacité. La formation de la phase intermétallique σ a été reconnue comme la principale raison des changements observés. Voir les détails
Mots clés : aciers inoxydables Duplex, vieillissement, restauration, ténacité, phase sigma
Contribution à la caractérisation de la précipitation dans les alliages Cu-Ni-Si et Cu-Ni-Si-Cr
Notre travail porte sur des alliages des systèmes ternaire Cu-Ni-Si et quaternaire Cu-Ni-Si-Cr. Nous avons réalisé une étude expérimentale sur la cinétique de précipitation des phases présentes dans les systèmes étudiés via différentes méthodes d’analyse microstructurale telles que la Métallographie optique et électronique à balayage, les mesures de résistivité lors de traitements isothermes et la diffraction des rayons X in situ et ex situ. Nous avons étudié par calculs ab initio en appliquant la méthode FP-LAPW, la stabilité des phases précipitées dans l’alliage CuNiSi, cette méthode implémentée sur le code WIEN2k, ont permis de déterminer les propriétés structurales et énergétiques L12, DO22 et orthorhombique des phases intermétalliques N3Si, Cu2NiSi et Ni2Si. Des résultats originaux ont mis en évidence les similitudes qui existent lors des séquences de transformation de phases à l’état solide des deux alliages. Voir les détails
Mots clés : AA6061, polarisation, corrosion par piqûre, inhibiteur, pH
Evolution de l’écoulement stratifie en présence d’une Singularité
Ce travail de thèse a pour but l’étude des écoulements diphasiques dans une conduite horizontale avec et sans singularité. Une cartographie des régimes d’écoulements pour la configuration choisie a été établie dans un premier temps. Des mesures de la fréquence des bouchons, ainsi que les longueurs associées sans singularité à une distance égale à 107.5d ont été effectuées et comparées aux résultats obtenus à l’amont d’un élargissement brusque de rapport de section s=0.444. Les effets de la présence de la singularité sur les bouchons sont discutés. Voir les détails
Mots clés : Ecoulement diphasique, stratifié, bouchons, singularité
Étude de la convection naturelle dans une cavité inclinée
L’objectif de cette thèse est de faire une étude numérique tridimensionnelle des écoulements de convection naturelle dans une cavité d’air inclinée différentiellement chauffée. Pour cela, un code de calcul 3D a été utilisé pour résoudre les équations de Navier-Stokes tridimensionnelles pour des fluides incompressibles. Ce code est basé sur la méthode spectrale de « projection- diffusion » en collocation Chebyshev qui fait partie des méthodes dites de précision infinie. La mise sous forme adimensionnelle des équations gouvernantes fait apparaître des paramètres de contrôle, à savoir : le nombre de Rayleigh, le nombre de Prandtl Pr=0.71, le rapport de forme et enfin l’angle d’inclinaison de la cavité, dont nous avons examiné leurs influences sur la structure dynamique et thermique de l’écoulement, ainsi que sur le transfert thermique. Les résultats obtenus montrent qu’il existe une composante de vitesse non nulle suivant la troisième direction, sa distribution est notable près des parois terminales adiabatiques particulièrement aux coins de la cavité, sa valeur croit lorsque le nombre de Rayleigh augmente et diminue avec l’augmentation de l’angle d’inclinaison. Voir les détails
Mots clés : convection naturelle, milieu confiné, gradient de température