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Utilisation de la mesure de Micro dureté pour la détermination de l’énergie de propagation de fissure dans un joint de soudure
L’endommagement par fatigue d’un matériau passe généralement par deux étapes : Dans un remier temps, il y a amorçage d’une ou plusieurs fissures le plus souvent au voisinage d’un incident de forme ou d’une hétérogénéité qui produisent une concentration de contrainte locale. La croissance de ces fissures est liée à l’existence d’une zone plastique en tête de fissure dont la formation est l’intensification s’accompagnent d’une dissipation d’énergie.L’objectif de cette étude menée sur un acier au carbone A48AP soudé, est d’analyser l’évolution de l’énergie en pointe de fissure au cours de la propagation, à partir des mesures locales, en tenant compte à la fois des aspects mécaniques, de conditions de sollicitation, de la géométrie des éprouvette et des effets de fermeture. Et dans le but d’atteindre l’énergie plus près de l’extrémité de la fissure dans la zone plastifiée, nous avons utilisé des mesures de microduretés tout au long de la zone de déformation.L’estimation de la déformation totale en chaque point de mesure a été déterminée par une relation polynomiale reliant Hv avec t/2. La distribution de cette dernière en bout de fissure à été calculée par le théorème général de calcul de la valeur moyenne que nous avons mis au point. Nous avons remarqué que l’étendu de cette zone se développe non seulement de part et d’autre et en avant de la fissure mais aussi en arrière du front de la fissure. Et Après avoir déterminé la déformation moyenne dans la zone plastique, nous avons calculé l’énergie totale dans chaque zone étudiée. Cette énergie de création de fissure est nettement supérieure dans le joint de soudure que dans le métal de base ou la zone ffectée thermiquement. Voir les détails
Mots clés : micro dureté, zone plastique, énergie locale, fissuration, Acier A48AP
CARACTERISATION DE L’INTERFACE DES COUPLES SOUDES PAR DIFFUSION DE L’ACIER INOXYDABLE AUSTENITIQUE 304LZIRCALOY4
Des jonctions en Acier Inoxydable Austénitique304L - Zircaloy4 sont réalisées par soudage-diffusion dans une plage de température de 820°C à 1050°C. Afin de révéler les changements physico-chimiques survenus au niveau de l’interface des couples soudés, une caractérisation par microscopie électronique à balayage (MEB) couplée à la spectroscopie d’analyse dispersive en énergie (EDX) est effectuée. Partant de l’acier Inoxydable Austénitique 304L la bande de diffusion indique que l’interface du couple soudé est composée de trois zones. Partant de l’Acier Inoxydable 304, une première zone, sous forme d’un liseré étroit de contraste sombre, d’épaisseur approximative de 5µm, et de concentration très élevée en chrome par rapport à la matrice de l’Acier. Une deuxième zone, d’aspect moucheté, des taches gris foncé contenues dans un constituant gris clair, probablement dû à une coexistence de plusieurs phases. Une troisième zone, monophasée homogène d’aspect gris clair, dont le spectre de concentration des éléments révèle une forte concentration du zirconium et une présence notable, du fer et du Nickel. La distribution des éléments chimiques à travers l’interface, obtenue par les profils de concentration avec correction ZAF, révèle un changement de la composition dans la bande de diffusion. Ainsi, ces éléments prennent part au phénomène de diffusion et interagissent pour former de nouvelles phases, de nature fragile Voir les détails
Mots clés : soudage par diffusion, diffusion, Interface, alliage de zirconium, intermétallique
ETUDE THERMOHYDRAULIQUE DU COMPORTEMENT DU BAIN DE FUSION AU COURS DU SOUDAGE TIG
Dans ce travail nous nous intéressons à la modélisation du comportement thermohydraulique du bain de fusion lors du soudage TIG sans métal d’apport. Pour cela, nous développons un modèle mathématique décrivant le transfert thermique couplé avec l’écoulement du fluide fondu au sein du bain fondu.Une simulation numérique (2D axisymétrique) de soudage TIG d’une tôle en acier inoxydable 304L est donc menée, en utilisant le code du calcul Comsol®4.2 basé sur la méthode des éléments finis. Les résultats montrent un bon accord avec la littérature Voir les détails
Mots clés : Modélisation thermohydraulique, soudage TIG, Comsol®, bain de fusion
COMPORTEMENT DES DIFFERENTES ZONES D’UN JOINT DE SOUDURE VIS-A-VIS A LA RESISTANCE A LA FATIGUE
Les défauts qui génèrent la fissuration apparaissent généralement dans les joints de soudures et l'exigence en termes de sécurité pour ce type de jonction, rend donc indispensable l'étude de la rupture de ces jonctions. Les concepts de la mécanique de la rupture sont utilisées pour analysé la nocivité des défauts dans les assemblages soudés. Dans cette partie, nous avons présenté une étude sur la résistance à la fatigue d'un joint soudé. Plusieurs paramètres ont été pris en considération : paramètres liés aux caractéristiques mécaniques des matériaux, paramètres liés à la géométrie du joint soudé, paramètres liés à la géométrie de l'éprouvette. L’étude expérimentale nous a permis de déterminer expérimentalement les caractéristiques mécaniques, ainsi que les résistances à la fatigue à la température ambiante, du métal de base (MB), métal fondu (MF) et de la zone affectée thermiquement (ZAT) prélevés à partir d'un joint soudé réalisé dans des conditions représentatives des fabrications industrielles. Nous avons constaté qu’une grande partie de la vie des assemblages soudés sollicités en fatigue se déroule en propagation. A même niveau de ∆K, on observe généralement une vitesse de fissuration da/dN, Différentes dans les trois zones, et l’évolution de l’énergie spécifique dépensée par cycle U en fonction de ∆K pour le même rapport de charge est constante par rapport à ∆K pour les différentes zones du joint de soudure étudié Voir les détails
Mots clés : Rupture ductile, ténacité, fatigue
INFLUENCE DE L’ETAT DE SURFACE SUR LA FORMATION DE PHASES FER-ZINC LORS DE LA GALVANISATION A CHAUD
Le revêtement galvanisé n’est pas un simple dépôt de zinc à la surface de l’acier comme une peinture. Il s’agit réellement d’une réaction métallurgique de double diffusion entre le zinc et le fer.Cette diffusion conduit à la formation de couches d’alliages Fe-Zn composés intermétalliques. - d’une ou plusieurs couches de composés intermétalliques dépendant du bain et du procédé technologique ; - d’une couche de zinc externe, zinc entraîné au retrait de la pièce par capillarité. Les échantillons ont étés découpés d’une tôle laminée à chaud et bobinée (590° et 630°C) suivi d’un laminage a froid. Nous leurs avons conféré six rugosités, un échantillon miroir et un échantillon grenaillé. Les valeurs des rugosités de 0.05 à 11.23µm.Après le traitement de surface, les échantillons galvanisés à chaud à une température 440 à 480°C pendant deux minutes. La caractérisation combinée par diffraction des rayons X en incidence rasante, la microscopie électronique à balayage et l’analyse EDAX, ont révélé essentiellement la présence en extrême surface d’une fine couche d’oxyde de zinc suivie de la phase η(FeZn) d’une épaisseur de 40 à 100µm, ensuite la phase ζ(FeZn13) avec une épaisseur comprise entre 38 et 49µm, et à la fin la phase Γ2(Fe5Zn21) très fine avec une épaisseur entre 3,5 et 5µm. On note aussi la présence du composé intermétallique Fe 11Zn40 et de l’oxyde de silicium SiO2. Dans le cas de l’échantillon grenaillé, on a observé un revêtement présentant tout simplement un dépôt de zinc à la surface sans formation apparente de phases intermédiaires Fe-Zn Voir les détails
Mots clés : galvanisation, zinc, diffusion, corrosion
ETUDE DU SILICIUM MICROCRISTALLIN (µc-Si) REALISE PAR (PECVD) AVEC LA CARACTERISATION DES DIODES SCHOTTKY (Au-µcSi)
Il est bien connu que la structure Schottky est un dispositif puissant utilisé pour la caractérisation des matériaux semiconducteurs. La démarche consiste de préparer puis de caractériser les diodes Schottky et d'en déduire certains paramètres caractéristiques du matériau. Ainsi donc, des jonctions métalsemiconducteur (Au-µcSi : or-silicium microcristallin déposé par (L.P.C.V.D: Low Pression Chemical Vapor Deposition), ont été réalisées avec succès et avec une bonne reproductibilité. L'étude de ces structures a conduit à l'obtention de nouveaux résultats que nous allons présenter dans cette étude. Pour cela, des plaquettes courantes de silicium monocristallin surdopées de type N, ont été utilisées comme substrats. Ces derniers sont portés à une température de 600°C durant la déposition d'une couche de silicium (µc-Si) sur la face polie des plaquettes. Celles-ci ont été munies au préalable d'un contact ohmique d'aluminium sur la face arrière. Les contacts redresseurs d’or, sous forme de plots circulaires de 2 mm de diamètre, ont été évaporés par la suite sur la couche de silicium µc-Si. À l'exception de cette dernière opération, toutes les autres ont été effectuées en salle blanche.La caractérisation des diodes ainsi réalisées, par des mesures Courant-Tension (I-V) a donné des valeurs du facteur d’idéalité n entre 1,5 et 2 et une hauteur de barrière de potentiel située entre фB=0.63 eV et фB= 0.97 eV. Les mesures Capacité-Tension (C-V) à 1MHz, ont permis d'atteindre la concentration de dopage du silicium microcristallin en accord avec les données technologiques de préparation des couches (µc-Si), qui sont d'ailleurs contrôlées par d'autres techniques. Ces caractéristiques donnent également des valeurs élevées du potentiel de diffusion (1.38 eV
Mots clés : silicium microcristallin, diode Schottky, PECVD, LPCVD
COMPORTEMENT ELECTROCHIMIQUE D’INTERFACE ZY4-ACIER SOUDEE PAR LASER CO
Cette étude a été consacrée à l’étude du comportement électrochimique des interfaces soudées dans un milieu électrolytique l’iodine dissolu dans du méthanol. Parmi les résultats obtenus, on distingue une augmentation de la résistance à la corrosion des interfaces soudées avec l’augmentation de la puissance du laser. Voir les détails
Mots clés : soudage laser, interfaces, corrosion
CARACTERISATION ET MODELISATION THERMOMECANIQUE DES REFRACTAIRES SILICO-ALUMINEUX FAÇONNES
L’étude exposée ici porte sur la caractérisation expérimentale et la modélisation thermomécanique de briques réfractaires silico-alumineuses industrielles fabriquées à partir d’un mélange de deux kaolins Algériens : le kaolin de Tamazert et la halloysite de Djebel Debbagh. Des essais thermomécaniques de compression uni axiale ont été menés respectivement à 20, 500, 700, 800, 900, 1000 et 1200°C. Une fois le matériau caractérisé, un travail d’identification des paramètres d’un modèle d’élasticité couplé à l’endommagement a été réalisé Voir les détails
Mots clés : Réfractaires silico-alumineux; Contraintes thermomécaniques ; Endommagement ; Essais thermomécaniques ; Viscoplasticité ; modélisation
CALCUL DES SEUILS DE FATIGUE EN MODE I ET II ET MODE MIXTE I+II PAR LA THEORIE D’ADAPTATION
Ce travail est une contribution au calcul de seuil de fatigue par une méthode numérique qui est, en général, expérimentalement à partir de la courbe de propagation de fissure. Le principe de cette méthode repose sur l’analyse d’adaptation appliquée à une structure bidimensionnelle (plaque) fissurée, dont la résolution se base sur la méthode des éléments finis et la programmation mathématique. Nous avons calculé des facteurs d'intensité des contraintes correspondants à l'état d'adaptation à partir de la charge d'adaptation et les expressions de facteur d’intensité des contraintes de la mécanique de la rupture, pour trois modes de sollicitations : mode I (ouverture), mode II (cisaillement) et mode mixte (I+II). Voir les détails
Mots clés : Seuil de fatigue, adaptation, facteur d’intensité de contraintes, éléments finis, optimisation.
CARACTERISATIONS DES ASSEMBLAGES BOULONNES SOUMIS À DES SOLLICITATIONS DE FATIGUE
Ce travail porte sur l’étude de la rupture et de l’endommagement des assemblages boulonnés constitué de tôles minces en acier S355, en simple recouvrement. Plusieurs configurations d’assemblages (nombre et disposition des fixations) sont étudiées dans le cas de sollicitations monotones, en analysant les effets de bord. L’influence du couple de serrage et du jeu fonctionnel sera prise en compte pour l’étude du comportement global de la liaison. Une approche expérimentale a été mise en œuvre pour analyser la chronologie des mécanismes d’endommagement en utilisant simultanément la technique d’émission acoustique (EA) ; technique EA a permis de suivre les évolutions des activités acoustiques avec une technique de localisation planaire en permettant de mieux cerner l’amorçage et la propagation des fissures. Voir les détails
Mots clés : Assemblage boulonné, Comportement mécanique, émission acoustique