Étude des régimes thermohydrodynamiques du procédé d'oxycoupage assisté par laser

Study of the thermohydrodynamic regimes of the oxycutting process laser assisted

• Auteur / Autrice : Abbas Hamie
• Direction : Nicolas Ranc, Matthieu Schneider
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie mécanique - procédés de fabrication
• Date : Soutenance le 16/11/2018
• Etablissement(s) : Paris, ENSAM
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Procédés et Ingeniérie en Mécanique et Matériaux (Paris) - Procédés et Ingénierie en Mécanique et Matériaux [Paris]
• Jury : Président / Présidente : Pierre Sallamand
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nicolas Ranc, Matthieu Schneider, Pascal Aubry
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Bruno Courant, Cyril Bordreuil

Mots clés

Mots clés contrôlés

Soudage et découpage au chalumeau

Hydrodynamique

Usinage par laser

Mots clés libres

Oxycoupage

Laser

Hydrodynamique

Température

Initiation

Combustion

Oxy-Cutting

Laser

Hydrodynamic

Temperature

Initiation

Combustion

Résumé

La découpe par laser assisté par oxygène est une opération largement utilisée dans le milieu industriel. Elle est connue par sa rapidité des opérations de découpe, par son efficacité et par sa bonne qualité de coupe. Mais nécessite actuellement d’être réalisée dans des milieux fermés et bien sécurisé. Le secteur de démolition s’intéresse cette technique conventionnelle de découpe pour remplacer la découpe par pince mécanique ou par chalumeau suivant les configurations de chantier de déconstruction. Au regard des besoins opérationnels et à la faisabilité du procédé une fenêtre technologique est accessible nécessitant peu de puissance laser et limitant de dispositif de sécurité associé. Cette thèse a pour objectif d’établir les configurations minimums correspondant à l’initiation de la découpe, de dresser une cartographie du procédé en termes de régime thermohydrodynamique, et de comprendre quels sont les mécanismes qui pilotent le procédé. Grâce à ces travaux il a été montré notamment que la combustion peut s’amorcer en phase solide, et que la température de surface de la phase liquide est constante au cours du procédé vers 2150K.

Oxygen-assisted laser cutting is a widely used processed. It is well-known for its high efficiency in both the cutting speed and quality. Nonetheless, this technique requires highly secured closed environments. Currently, the dismantling industry sees this process as a way to replace more traditional cutting techniques such as blowtorches or pliers. However, to be used in such fields, the security setup needs to be less constraining, hence the energy source power is limited. This study aims at efficiently reducing the energy requirements through a better understanding of thermodynamics phenomenon as well as a deeper comprehension of the physical phenomenon driving the process. This work showed that the combustion can be initiated in solid phase and the temperature of the liquid phase during cutting process is about 2150K.