Modélisation de la construction d'un dépôt par projection thermique: de la formation d'une lamelle à l'empilement des couches

Abstract

Les propriétés des dépôts réalisés par projection plasma sont essentiellement liées à la structure d’une lamelle individuelle et à la qualité du contact entre les différentes lamelles déjà déposées. Cette structure est, dans une large mesure, contrôlée par le processus de solidification rapide des lamelles constituant le dépôt. Les travaux de la thèse se situent dans le cadre d’une meilleure compréhension de la construction d’un revêtement par projection plasma. Ils portent sur l’étude numérique de la formation des lamelles dont l’empilement sur le substrat conduit au revêtement. Le modèle, bidimensionnel, permet d’étudier l’impact, l’étalement et la solidification d’une goutte céramique sur un substrat métallique et l’évolution de la température du substrat. Il prédit la morphologie de la lamelle et les éclaboussures éventuelles lors de la phase d’étalement. Les équations du modèle sont résolues avec le code ANSYS. Les simulations numériques ont d’abord été appliquées à l’impact de gouttes d’alumine de taille millimétrique, sur substrats lisse en acier. Une étude préliminaire a permis de déterminer les dimensions optimales du maillage dans la goutte et dans le substrat.Puis, l’effet des différents paramètres d’impact de la goutte (température, vitesse); de ceux du substrat (température) et de ceux de l’interface (angle de contact) sur la formation de la lamelle a été étudié. Les résultats ont été comparés à des résultats expérimentaux obtenus dans les mêmes conditions