Conditions Extrêmes et Matériaux : Haute Température et Irradiation
CEMHTI - UPR3079 CNRS

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2014

These

Denis Toru, 'Projection plasma de céramiques oxydes, de métaux et de cermets à propriétés optiques contrôlées - Relation avec la microstructure et la composition.', These 08 12 (2014)

La projection plasma est un procédé dans lequel des particules d’une dizaine de μm sont déposées sur un substrat dans un état fondu ou semi-fondu. Ces revêtements sont relativement peu exploités pour leurs propriétés optiques. Pour autant, leur microstructure particulière et un choix judicieux de matériaux pourraient apporter des solutions alternatives dans des applications telles que les absorbants solaires ou pour ajuster les transferts radiatifs des protections thermiques dans les turbines terrestres ou aéronautiques. Cette thèse a pour objectif d’améliorer la compréhension des propriétés optiques de matériaux réalisés par projection plasma, du visible jusqu’au proche infrarouge. Les travaux se sont focalisés sur l'alumine, l'aluminium et l'association de ces deux matériaux sous forme de cermets, au travers d'échantillons expérimentaux et numériques. Le rôle des différents paramètres influents sur les propriétés optiques (microstructure, état de surface, structure cristalline, composition, …) a été mis en évidence. Une attention particulière a été portée à la caractérisation de la porosité et de la composition des matériaux élaborés afin d’expliquer leur comportement optique, dépendant de phénomènes volumiques et/ou surfaciques. En plus de leur contribution à la connaissance de la microstructure, les images 2D (microscopie optique et électronique) et 3D (micro-tomographie) ont été exploitées pour obtenir des données statistiques en vue de la génération d’échantillons numériques simplifiés. Un code de lancer de rayons, utilisant une approche de type Monte Carlo et basé sur les lois de l’optique géométrique, a permis de simuler le comportement optique des matériaux et de conforter les hypothèses formulées à partir des mesures expérimentales.