Thèse soutenue

Fonctionnalisation des barrières thermiques aéronautiques élaborées par barbotines (FONBAT)

FR  |  
EN
Auteur / Autrice : Benjamin Grégoire
Direction : Fernando Pedraza DiazGilles Bonnet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie des matériaux
Date : Soutenance le 24/11/2017
Etablissement(s) : La Rochelle
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie des matériaux, mécanique, énergétique et aéronautique (Poitiers ; 2009-2018)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Sciences de l’Ingénieur pour l’Environnement (La Rochelle)
Jury : Président / Présidente : Michel Vilasi
Examinateurs / Examinatrices : Fernando Pedraza Diaz, Gilles Bonnet, Michel Vilasi, Vladislav Kolarik, Bruno Mortaigne, Xabier Montero, Maël Mollard, Luc Bianchi
Rapporteurs / Rapporteuses : Michel Vilasi, Vladislav Kolarik

Mots clés

FR  |  
EN

Résumé

FR  |  
EN

La sélection des matériaux utilisés dans les moteurs aéronautiques est un enjeu majeur pour assurer la sécurité des passagers, optimiser les performances de l’avion et maîtriser les coûts. Dans les parties les plus chaudes des moteurs (i.e. chambre de combustion et turbine), les pièces sont généralement constituées de superalliages à base nickel en raison de leurs excellentes propriétés mécaniques à haute température. Vulnérables aux phénomènes de corrosion et d’oxydation à haute température, les superalliages doivent la plupart du temps être revêtus afin de prolonger leur durée de vie (ingénierie de surface). La composition chimique et l’architecture des revêtements sont alors adaptées en fonction du régime de température et des phénomènes de dégradation rencontrés (i.e. corrosion à chaud, oxydation et/ou érosion). En vue de répondre aux nouvelles réglementations environnementales, de nouvelles voies de synthèse et de fonctionnalisation sont à l’étude comme alternatives aux procédés industriels actuels. Dans le cadre du projet Européen « PARTICOAT », le LaSIE a démontré la faisabilité d’élaborer des systèmes barrières thermiques complets (couche de diffusion + barrière thermique) en une seule étape à partir de barbotines (« slurries ») à base aqueuse contenant des microparticules d’Al. Dans cette étude, l’ajout de Cr comme dopant a été étudié. L’addition de Cr a permis d’abaisser l’activité de l’Al lors de l’étape d’aluminisation et de limiter les réactions exothermiques entre Al et substrat à base de nickel. L’optimisation des ratios entre Al et Cr a permis d’obtenir différentes microstructures de revêtement. Diverses architectures de dépôts ont également pu être testées grâce à la souplesse d’élaboration des revêtements par barbotines. L’influence de l’atmosphère (Ar, air) et celle des conditions de traitement thermique ont également été étudiées. Enfin, la durabilité des revêtements développés au cours de la thèse a été évaluée au cours d’essais de corrosion à chaud et d’oxydation.