N° d'ordre

Laurent Dubourg

Description

Niveau: Supérieur, Doctorat, Bac+8

• mémoire

N° d'ordre : 4039 Ecole Doctorale Sciences Pour l'Ingénieur ULP – ENSAIS – ENGEES - URS Développement d'alliages de surface élaborés sous faisceau laser sur substrat aluminium : application au rechargement de surface THESE présentée et soutenue publiquement le 6 juin 2002 pour obtenir le grade de Docteur de l'Université Louis Pasteur – Strasbourg I Discipline : Sciences Pour l'Ingénieur (Spécialité: Sciences et technologies industrielles) par Laurent Dubourg Ingénieur ENSAIS Composition du jury Directeur de thèse : Françoise Hlawka, MdC - ENSAIS Rapporteur interne : Jean Guille, Professeur - IPCMS Rapporteurs externes : Friedrich Dausinger, Professeur - IFSW Jacques Foct, Professeur - Université de Lille I Examinateur : Alain Cornet, Professeur - ENSAIS Membres invités : Bernard Criqui, Responsable R&D - Renault Laboratoire d'Ingénierie des Surfaces de Strasbourg - EA3435

• conseils en matière de microscopie confocale


• laboratoire d'ingénierie des surfaces de strasbourg - ea3435


• développement d'alliages de surface


• précieux conseils


• laboratoire d'ingénierie des surfaces de strasbourg


• ensais

Sujets

• Mémoire
• Pelletier
• Cornet
• Renault
• Guillé
• Louis Pasteur University
• Edmund Hlawka
• Université Lille I

Informations

• Publié par: profil-feym-2012
• Publié le: 01 juin 2002
• Nombre de lectures: 131
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 23 Mo

Extrait

N° d’ordre : 4039
Ecole Doctorale Sciences Pour l’Ingénieur
ULP – ENSAIS – ENGEES - URS
Développement d’alliages de surface élaborés sous faisceau laser
sur substrat aluminium : application au rechargement de surface
THESE
présentée et soutenue publiquement le 6 juin 2002
pour obtenir le grade de
Docteur de l’Université Louis Pasteur – Strasbourg I
Discipline : Sciences Pour l’Ingénieur
(Spécialité: Sciences et technologies industrielles)
par
Laurent Dubourg
Ingénieur ENSAIS
Composition du jury
Directeur de thèse : Françoise Hlawka, MdC - ENSAIS
Rapporteur interne : Jean Guille, Professeur - IPCMS
Rapporteurs externes : Friedrich Dausinger, Professeur - IFSW
Jacques Foct, Professeur - Université de Lille I
Examinateur : Alain Cornet, Professeur - ENSAIS
Membres invités : Bernard Criqui, Responsable R&D - Renault
Laboratoire d’Ingénierie des Surfaces de Strasbourg - EA3435 Remerciements 3
A Maëliss et Stéphanie.
Développement d’alliages de surface élaborés sous faisceau laser sur substrat aluminium : application au rechargement Remerciements 4
Développement d’alliages de surface élaborés sous faisceau laser sur substrat aluminium : application au rechargement Remerciements 5
Remerciements
Les travaux ont été réalisés conjointement au Laboratoire d’Ingénierie des Surfaces de
Strasbourg (LISS) de l’ENSAIS et à l’IREPA Laser à Illkirch, grâce à un financement CIFRE.
Je tiens à remercier :
Madame Françoise Hlawka, Maître de conférence à l’ENSAIS, pour avoir accepté d’être
ma directrice de thèse, pour l’intérêt et l’aide apportés à ce projet et pour ses nombreuses
relectures critiques de ce mémoire.
Monsieur Jean-Marc Staerck, Responsable du département traitement thermique à
l’IREPA Laser durant ma thèse et actuellement directeur de Techlase, pour m’avoir suivi
et considérablement aidé tout au long de cette étude. Sa compétence scientifique et ses
précieux conseils ont permis de conduire cette étude avec succès.
Monsieur Alain Cornet, Professeur des universités et directeur du LISS à l’ENSAIS, pour
m’avoir aidé et accueilli dans son laboratoire.
Monsieur Olivier Freneaux, directeur de l’IREPA Laser, pour m’avoir accueilli dans son
centre de transfert technologique et permis d’effectuer cette thèse dans d’excellentes
conditions, ainsi que pour son souci du bon déroulement des projets.
Messieurs les professeurs Jean Guille de l’IPCMS, Friedrich Dausinger de l’IFSW,
Jacques Foct de l’Université de Lille I et Bernard Criqui de Renault pour avoir accepté de
juger mon travail et pour l’intérêt manifesté lors de cette tâche.
Monsieur Hervé Pelletier, enseignant chercheur à l’ENSAIS, pour son aide et ses conseils
en matière de nanoindentation, ainsi que sa contribution à la correction de ce mémoire.
Monsieur Dimitri Vaissière, doctorant à l’ENSAIS, pour son aide et ses conseils en
matière de microscopie confocale à champ étendu, ainsi que pour les nombreuses
discussions fructueuses que nous avons eues.
Développement d’alliages de surface élaborés sous faisceau laser sur substrat aluminium : application au rechargement
???????Remerciements 6
M. Norbert Broll et Mme Murielle Bach de la société FORTEX, pour leurs conseils en
matière de diffraction de rayons X et la mise à disposition des différents appareils de
mesure.
Mme Karine Metzinger et M. Claude Geist, pour leur support technique au sein du
Laboratoire d’Ingénierie des Surfaces de Strasbourg.
M. Jean-François Sivignon de la plate-forme productique de l’ENSAIS, pour la
préparation des échantillons.
M. Olivier Maillan, M. Daniel Ursescu, M. Olivier Perier et M. Pierre Guth, élèves
ingénieurs à l’ENSAIS pour leur aide durant ce projet.
L’ensemble du personnel de l’IREPA Laser et de l’ENSAIS qui a contribué directement et
indirectement au bon déroulement de ce projet.
L’ANRT pour le financement CIFRE de cette thèse
Je tiens à citer tout particulièrement ma conjointe, Stéphanie, qui tout au long de mes
études d’ingénieur et de doctorat, m’a toujours soutenue et supportée.
Développement d’alliages de surface élaborés sous faisceau laser sur substrat aluminium : application au rechargement
??????Sommaire 7
Sommaire
REMERCIEMENTS..................................................................................................................................5
SOMMAIRE ...............................................................................................................................................7
INTRODUCTION ....................................................................................................................................11
CHAPITRE I. TRAITEMENTS DE SURFACE PAR LASER SUR ALUMINIUM :
GENERALITES ET ETAT DE L’ART.............................................................................................................13
I.1. INTRODUCTION ..........................................................................................................................13
I.2. TRAITEMENTS DE SURFACE SOUS FAISCEAU LASER....................................................................13
I.2.1. Traitements de surface.....................................................................................................13
I.2.2. Les apports du laser.........................................................................................................14
I.2.3. Familles de traitements laser...........................................................................................15
I.2.4. Alliation de surface..........................................................................................................17
I.2.5. Rechargement laser .........................................................................................................19
I.3. LASER ET TRAITEMENTS DE SURFACE SUR ALUMINIUM..............................................................21
I.3.1. Phénoménologie du procédé laser...................................................................................21
I.3.1.1. Interaction laser – matière............................................................................................................ 21
I.3.1.2. Interaction laser/prédépôt............................................................................................................. 27
I.3.1.3. Interaction laser/poudre lors du rechargement de surface............................................................ 27
I.3.1.4. Mouvements de convection ......................................................................................................... 30
I.3.1.5. Mécanismes de solidification lors du traitement de surface par laser .......................................... 33
I.3.2. Alliation de l’aluminium ..................................................................................................36
I.3.2.1. Influence des éléments d’addition sur les propriétés des alliages d’aluminium élaborés de façon
classique ...................................................................................................................................... 36
I.3.2.2. Choix des éléments d’alliage en tenant des contraintes du traitement laser................................. 37
I.3.2.3. Alliation d’aluminium par laser : revue de la littérature .............................................................. 39
I.3.3. Formation de composites à matrice métallique (CMM)..................................................45
I.3.3.1. Renforcement du module d’élasticité........................................................................................... 46
I.3.3.2. Comportement à l’usure............................................................................................................... 48
I.3.3.3. Composites à matrice métallique : revue de la littérature ............................................................ 49
I.4. ETATS DE L’ART : CONCLUSIONS................................................................................................51
Développement d’alliages de surface élaborés sous faisceau laser sur substrat aluminium : application au rechargement Sommaire 8
CHAPITRE II. CARACTERISATION DES DEPOTS : INSTRUMENTS ET METHODES..... 53
II.1. METHODES D’OBSERVATION ..................................................................................................... 53
II.1.1. Microscopie optique........................................................................................................ 53
II.1.2. Microscopie confocale à champ étendu.......................................................................... 53
II.1.3. Microscopie électronique à balayage ............................................................................. 55
II.1.4. Diffractométrie de rayons X (XRD) ......