N° d'ordre

Aurélia Douard

Description

Niveau: Supérieur, Doctorat, Bac+8

• redaction

N° d'ordre :……………… THESE présentée pour obtenir LE TITRE DE DOCTEUR DE L'INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE École doctorale : Matériaux –Structure - Mécanique Spécialité : Science et Génie des Matériaux Par Mlle Aurélia DOUARD DÉPÔT DE CARBURES, NITRURES ET MULTICOUCHES NANOSTRUCTURÉES Á BASE DE CHROME SOUS PRESSION ATMOSPHÉRIQUE PAR DLI-MOCVD NOUVEAUX PROCÉDÉS ET POTENTIALITÉS DE CES REVÊTEMENTS MÉTALLURGIQUES Soutenue le 11 Juillet 2006 devant le jury composé de : M. ANDRIEU Eric Professeur INPT Président Mme BAUER-GROSSE Elizabeth Professeur INPL Rapporteur M. BERNARD Claude Directeur de recherche CNRS Rapporteur M. CHOQUET Patrick Ingénieur Arcelor-Liège Membre M. SCHUSTER Frédéric Ingénieur CEA Membre M. MAURY Francis Directeur de recherche CNRS Directeur de thèse

• caractérisations de revêtements


• mocvd


• stabilité des solutions injectables


• dli-mocvd crnxoycz


• revêtements métallurgiques


• dépôt de carbures


• base de chrome


• projet diadème


• généralités sur l'approche thermodynamique


• dli-mocvd

Sujets

• Redaction
• Arcelor
• Choquet
• Armand
• Chassagne
• Delmas
• Institut national polytechnique de Toulouse
• Bernard

Informations

• Publié par: profil-feym-2012
• Publié le: 01 juillet 2006
• Nombre de lectures: 36
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 5 Mo

Extrait

N° d’ordre :………………







THESE


présentée

pour obtenir


LE TITRE DE DOCTEUR DE L’INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE



École doctorale : Matériaux –Structure - Mécanique

Spécialité : Science et Génie des Matériaux

Par Mlle Aurélia DOUARD



DÉPÔT DE CARBURES, NITRURES ET MULTICOUCHES NANOSTRUCTURÉES
Á BASE DE CHROME SOUS PRESSION ATMOSPHÉRIQUE PAR DLI-MOCVD
NOUVEAUX PROCÉDÉS ET POTENTIALITÉS DE CES REVÊTEMENTS MÉTALLURGIQUES



Soutenue le 11 Juillet 2006 devant le jury composé de :

M. ANDRIEU Eric Professeur INPT Président
Mme BAUER-GROSSE Elizabeth Professeur INPL Rapporteur
M. BERNARD Claude Directeur de recherche CNRS Rapporteur
M. CHOQUET Patrick Ingénieur Arcelor-Liège Membre
M. SCHUSTER Frédéric Ingénieur CEA Membre
M. MAURY Francis Directeur de recherche CNRS Directeur de thèse Remerciements

Ces quelques mots sont dédiés à tous ceux et celles qui ont participé à ce travail de thèse, qu’ils
soient impliqués directement ou malgré eux…. La rédaction de ces remerciements est
particulière puisqu’elle n’a pu avoir lieu que quelques mois après la soutenance. La spirale
infernale de la recherche industrielle a déjà commencé.

Tout d’abord, je tiens à remercier les rapporteurs de mon manuscrit, Elisabeth Bauer-Gross du
Laboratoire de Science et Génie des Surface de l’Ecole des Mines de Nancy, et Claude Bernard,
du Laboratoire de Thermodynamique et Physico-chimie des Surfaces de Grenoble. Je leur suis
reconnaissante de leurs remarques pertinantes et de l’intérêt qu’ils ont porté à mon travail. Je les
remercie particulièrement pour leur compréhension quant aux délais raccourcis par mon
embauche précipitée au sein de Ugine & ALZ - groupe Arcelor.

Je remercie tout particulièrement Eric Andrieu d’avoir présidé le jury lors de la soutenance.
C’est un peu grâce à l’intérêt de ses cours et son expertise dans le domaine des matériaux que je
me suis orientée dans cette voie. Je le remercie également pour ses encouragements et sa bonne
humeur communicante.

Merci également à Frédéric Schuster, membre de la Direction des Matériaux du CEA, qui est à
l’origine du projet de ma thèse dans le contrat Diadème. Je remercie également Patrick Choquet,
ingénieur d’Arcelor Innovation, pour l’intérêt qu’il a porté à mon travail, et surtout pour son œil
critique.

Je remercie également Francis Chassagne, mon chef de service chez U&A qui a fait
spécialement le déplacement pour assister à ma soutenance.

J’aimerais par ces quelques mots exprimer ma profonde reconnaissance envers Francis Maury,
directeur du CIRIMAT mais aussi mon directeur de thèse. Malgré la charge de travail lui
incombant, je le remercie pour sa grande disponibilité et la confiance qu’il m’a accordée pour
mener ce travail à bien. Je le remercie également de m’avoir permise de participer à deux
communications internationales et de m’avoir fait confiance dans le processus d’innovation de
ce travail.

Je voudrais surtout remercier les personnes qui m’ont fait profiter de leurs expertises concernant
les techniques d’analyses et de caractérisations : Djar Oqab pour le MEB et MEB-FEG, Claude
Armand pour le SIMS, Philippe de Parseval pour la microsonde de Castaing, François Senocq
pour la DRX, Vincent Baylac pour l’interférométrie optique, Hervé Glénat et Marcel Nadal pour
la nanoindentation, Marie- Christine Laffont pour le MET, Jean-Pierre Bonino pour la tribologie,
Nadine Pébère pour la corrosion.
Je remercie également toutes les personnes qui ont participé au projet Diadème.

Les quelques lignes qui suivent ne suffiront pas à remercier mes collègues et amis avec qui j’ai
partagé mon temps au laboratoire, mais aussi beaucoup de mon temps libre.
Je remercie Diane Samelor pour sa gentillesse, sa disponibilité et sa générosité, mais aussi pour
l’amitié qu’elle me porte.
Mes remerciements vont à notre technicien de choc : Daniel Sadowski. Au bon souvenir des
lundis rock and roll, des pannes de courant, mais aussi de notre apprentissage en commun, des
clés VCR perdues, des brides ou boulons indévissables, de la ligne d’ammoniac perdue…
Je remercie Dan Duminica, qui m’a inculqué sa passion de la pyrométrie et avec qui j’ai
apprécié de collaborer. Maintenant, nous faisons partie du même groupe et nous n’avons pas fini
de nous rencontrer lors de réunions !
Je remercie évidemment Mathieu Delmas pour avoir écouté patiemment aussi bien mes coups de
que mes frasques. Bien qu’étant radicalement opposés, une amitié forte est née entre nous et
restera. Je lui suis reconnaissant de m’avoir poussée jusqu’à mes limites mentales sur un rocher
glissant au dessus d’un torrent à 5 mètres en contrebas.

Je remercie Magda Sovar, Christos Sarantopoulos et Christos Christoglou pour m’avoir tenu
compagnie lors des expériences de dépôt. Mes pensées vont à Urmila qui est devenue une amie
chère lors de nos conversations animées autour d’un thé.

Je n’oublie pas ceux qui ont partagé ma vie palpitante hors du laboratoire : ma famille pour qui
je suis un peu un OVNI, ma grand-mère Angèle qui doit être très fière de moi de là-haut, ma
grand-mère Marie qui m’a toujours comprise et soutenue. Mes remerciements vont à mon papa
et ma maman, qui ne m’ont jamais empêché de poursuivre mes études, qui m’ont toujours
soutenu financièrement et moralement, et qui sont maintenant très fiers de moi.

Enfin, je remercie de tout mon cœur le parachutiste de ma vie : Nicolas.
Sommaire
Introduction
Chapitre I : Synthèse bibliographique
1 Design des revêtements durs.............................................................................................................5
1.1. Les revêtements durs actuellement employés.............................................................................5
1.2. Les revêtements durs de demain .................................................................................................6
1.2.1. Intérêt des revêtements nanostructurés ................................................................................................ 6
1.2.2. Revêtements multicouches................................................................................................................... 7
i Multicouches isostructurales ................................................................................................... 8
ii hes non-isostructurales........................................................................................................ 9
2 Les revêtements métallurgiques à base de chrome.......................................................................11
2.1. Les revêtements monocouches à base de chrome.....................................................................11
2.1.1. Revêtements de chrome métallique.... 11
2.1.2. Carbures, nitrures et carbonitrures de chrome ................................................................................... 12
2.2. Les revêtements multicouches à base de chrome......................................................................16
2.2.1. Multicouches associant les composés du chrome à ceux d’un autre métal de transition ................... 16
2.2.2. hes tout à base de chrome .................................................................................................. 16
i Propriétés mécaniques....................................................................................................................... 20
ii Propriétés tribologiques ....................................................................................................... 20
3 Procédés d’élaboration des revêtements durs à base de chrome.................................................23
3.1. Les procédés de dépôt en bain ..................................................................................................24
3.2. par voie sèche......................................................................................................24
3.2.1. Procédés CVD haute température...................................................................................................... 24
3.2.2. PVD.................................................................................................................................... 25
3.2.3. Procédés MOCVD ............................................