Thèse soutenue

Etude de l'influence de champs externes sur la formation des microstructures de solidification par radiographie X

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Auteur / Autrice : Lara Abou Khalil
Direction : Henri Nguyen ThiGuillaume Reinhart
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique et sciences de la matière. Matière condensée et nanosciences
Date : Soutenance le 09/01/2017
Etablissement(s) : Aix-Marseille
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Physique et Sciences de la Matière (Marseille)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Matériaux Microélectronique Nanosciences de Provence (Marseille ; Toulon ; 2008-….)
Jury : Président / Présidente : Klaus Kassner
Examinateurs / Examinatrices : Pierre Müller
Rapporteurs / Rapporteuses : Charles-André Gandin, Kader Zaïdat

Résumé

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La radiographie X, synchrotron et avec une source de laboratoire, a été appliquée pour étudier des phénomènes en relation avec la solidification directionnelle d’alliages Al-Cu sous champs externes et dépendants du temps. La formation des microstructures de solidification a été analysée durant des campagnes des vols paraboliques dans le cadre du projet XRMON. Nous avons montré que les variations du niveau de gravité modifiait la couche solutale, et donc la surfusion du liquide devant l’interface solide/liquide. En particulier, l’accélération du niveau de gravité induit une transition Colonnaire-Equiaxe pour un alliage affiné. Pour un alliage non-affiné, la vitesse de croissance des dendrites varie suivant les variations du niveau de gravité durant chaque parabole. Le second volet de ma thèse concerne l'effet d'un champ magnétique permanent sur la solidification équiaxe dans un gradient de température. Nous avons établi que le couplage entre le champ magnétique et le gradient de température génère une force Thermo-Electro-Magnétique qui modifie la trajectoire des grains équiaxes au cours de leur sédimentation. L’action de cette force est bien décrite par le modèle analytique de Wang et al., moyennant des corrections associées au confinement et à la morphologie des grains. Certains effets du champ magnétique sur le liquide ont été également révélés.