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Thèse soutenue

Contribution à l'étude du comportement hydrodynamique des cellules d'électro-déposition

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Auteur / Autrice : Luc Vanhee
Direction : Michel Stanislas
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique
Date : Soutenance en 1991
Etablissement(s) : Lille 1

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Électrodynamique
Dépôt électrolytique
Mécanique des fluides

Résumé

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Pour améliorer les caractéristiques chimiques et mécaniques des produits électro-revêtus, les industriels doivent contrôler la structure cristalline du revêtement lors de sa fabrication. Ceci est un gage de qualité. Des études préliminaires ont montré que la structure du dépôt ainsi que le rendement de courant cathodique dépendent fortement des caractéristiques de l'écoulement de la solution électrolytique. Ce mémoire présente une étude de l'hydrodynamique et de son rôle dans les cellules d'électro-déposition. La première partie du mémoire est consacrée à la modélisation de l'écoulement (écoulement turbulent de COUETTE avec gradient de pression). Nous avons utilisé et comparé plusieurs modèles de fermeture au second ordre. Ils prédisent correctement ces écoulements. Nous avons aussi introduit dans un modèle de longueur de mélange l'influence de la rugosité de paroi. La deuxième partie de ce mémoire montre, par modélisation numérique, l'influence de l'écoulement sur la densité de courant limite de diffusion, grandeur qui agit directement sur la structure et le rendement du dépôt. Elle met aussi en évidence les paramètres à retenir pour exprimer l'influence de l'écoulement indépendamment de la géométrie de la cellule. Ces résultats ont été confirmés expérimentalement pour les écoulements de POISEUILLE dans une cellule de laboratoire. Cette étude expérimentale a permis de compléter le modèle afin de prendre en compte les effets du dégagement d'hydrogène à la cathode, pour l'électro-déposition du zinc à haute densité de courant. La troisième partie de ce mémoire utilise les résultats précédents pour définir une nouvelle cellule d'électro-déposition qui permet le contrôle précis du dépôt. Dans ce but, un système d'injection de l'électrolyte a été déterminé par une étude expérimentale sur maquette