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XU Yang

Doctorant

Equipe MECA

 

Localisation géographique : Plateau C-9, bâtiment Lavoisier, UPEM

Tél :

Email : yang.xu@u-pem.fr

 

Sujet de thèse : Revêtements de surfaces solides par spray liquide pour les traitements anti-corrosion : modélisation et simulation multi-échelle et multi-physique.

 

Résumé du projet de thèse : Un moyen efficace pour protéger un matériau solide ou une structure de différentes corrosions consiste à revêter sa surface d'un film mince protecteur. Une technique principale utilisée pour obtenir un tel revêtement consiste à pulvériser des gouttelettes de liquide très chaudes en métal ou céramique sur la surface. Ces gouttelettes d'un diamètre d'environ 100 nm sont ensuite étalées sur la surface et, enfin, avec la diminution de la température, solidifiées de manière à produire un film mince solide d'une épaisseur d'environ;m sur la surface. Le travail de recherche proposé dans cette thèse est d'élaborer une approche multi-échelle et de développer une méthode numérique pertinente capable de modéliser et simuler : (a) les transferts de la chaleur et de la masse lors de l'impact de gouttelettes de liquide sur un substrat solide et lord de leur solidification ; (b) la formation de pores après l'impact et la solidification ; (c) les contraintes résiduelles engendrées à l'intérieur du film mince solidifiée ; (d) les fissures produites à l'intérieur du film mince solidifiée et entre le film mince et le substrat. La caractérisation de la résistance du film mince et de la résistance à l'interface couche-substrat mince sera également étudiée en tenant compte de la rugosité du substrat. Les résultats de la modélisation et des simulations numériques seront comparées avec les résultats expérimentaux du CEA.

Résumé du projet de thèse en anglais : An efficient way to protect a solid material or structure from different corrosions consists in coating its surface with a thin protective film. One main technique used to obtain such a surface coating is to spray very hot metal and ceramic liquid droplets onto the surface. These droplets of diameter of about 100 nm are then spread on the surface and, finally with the temperature decrease, solidified so as to generate a thin solid film of thickness of about 10 μm on the surface. The research work proposed in this PhD thesis is to elaborate a multi-scale approach and develop a relevant numerical method capable of modeling and simulating: (a) the heat and mass transfers during the impact of liquid droplets on a solid target substrate and their solidification; (b) the formation of pores after the impact and solidification; (c) the resulting residual stresses inside the solidified thin film; (d) cracks produced inside the solidified thin film and between the thin film and the substrate. The characterization of the thin film strength and the thin film-substrate interface resistance will also be investigated while accounting for wetting effects and the substrate roughness. The results of the modeling and numerical simulations will be finally compared with available experimental results from CEA.

 

Directeur de thèse : Qi-Chang HE

Autres encadrants : Quang Hung LE, Stéphane VINCENT

Source de financement : LabEx MMCD