Littérature scientifique sur le sujet « Projection dynamique à froid »

L’auteur met en évidence la fonction motrice de la projection dans le transfert, au sein d’une cure psychanalytique avec un enfant, lorsque l’objet n’est pas encore constitué comme écran projectif capable d’accueillir et de transformer les éléments projetés. En-deçà de la projection, l’excorporation renvoie davantage à l’expulsion primaire hors de soi d’éléments flottant tels des objets agglutinés, entre les choses et non pas dans l’objet, témoignant d’une différenciation précaire entre le moi et l’objet comme entre le monde interne et la réalité extérieure. Lorsque la projection devient possible dans le transfert, un mouvement introjectif accompagne un travail de figuration et de représentation, notamment à travers le dessin.

L'étude de la forme et de la croissance des systèmes urbains et régionaux est entravée par la difficulté que les chercheurs éprouvent à résoudre la dichotomie forme-processus. Celle-ci rend confuse la distinction entre systèmes physiques, biologiques et sociaux ; elle rend difficile le passage du langage des attributs à celui des localisations ; et finalement, elle engendre la pauvreté théorique des notions de région homogène et de région polarisée. La théorie de la croissance allométrique offre des possibilités réelles de solution à ces dilemmes. Ses fondements philosophiques structuralistes suggèrent que la forme et la croissance sont respectivement la projection dans l'espace et dans le temps des forces sociales ; et ses fondements méthodologiques systémiques offrent une démarche opératoire permettant d'effectuer la projection. Le paradigme allométrique mène à de nouvelles questions concernant, par exemple, la relation entre disparités sociales et régionales, et la part relative, dans l'Histoire, des effets cycliques et des effets cumulatifs.

Résumé Cette recherche a permis de reconstituer, pour les deux derniers siècles, l'évolution de la végétation forestière sur un talus d'éboulis de la vallée de la rivière à Pierre, en Gaspésie. Les données dendroécologiques ont permis de faire ressortir que la limite supérieure de la forêt était plus basse que la limite actuelle vers le milieu du XIXe siècle, que la végétation forestière a connu une phase d'expansion jusque vers le milieu du XXe siècle, bien que certains signes d'instabilité se soient manifestés dès la fin du XIXesiècle. Le front forestier a régressé jusqu'à sa position actuelle après les années 1950. Le taux annuel moyen de sédimentation, calculé par des méthodes dendrogéomorphologiques, a été inférieur à 0,1 cm pendant la deuxième moitié du XIXe siècle pour ensuite atteindre 0,5 cm/an, puis excéder 1,0 cm/an après 1975. L'activité plus importante dans le versant serait associée à une fréquence accrue des coulées de pierres glacées.

Résumé En France, depuis vingt ans, la dynamique d’ouverture des établissements pénitentiaires sur leur environnement s’accentue. Par l’entremise d’une offre croissante d’activités, le personnel de l’administration pénitentiaire sollicite de plus en plus de partenaires sociaux afin qu’ils participent à leur mission de réinsertion. Parmi ces activités, le sport tient une place particulière. Par sa capacité à aligner spontanément les conduites sur un langage corporel, réglementaire et rituel préétabli, la rencontre sportive entre détenus et sportifs « libres » instaure un rapport inédit entre « normaux » et « stigmatisés » quand bien même chacune des deux parties en présence appréhende quelque peu l’accueil que l’autre lui réserve. Cet événement reposant sur des bases normatives communes, il peut faire disparaître le stigmate carcéral communément attaché aux représentations de la prison et des détenus. De plus, au cours de la période d’après-match, le jeu de l’interaction sportive glisse progressivement vers celui d’une interaction sociale dans laquelle le détenu peut être reconnu dans sa dimension humaine. La rencontre sportive permet ainsi aux détenus d’apprendre à manier leur « déficience identitaire ».

Résumé Dans cet article, les auteurs présentent des résultats obtenus à partir de l’exploitation de listes nominatives coloniales et des registres paroissiaux, concernant des populations aborigènes situées dans la région connue sous le nom d’Andes centro-méridionales, au cours des XVIIe et XVIIIe siècles. L’application à ces données de deux méthodes d’estimation, l’une basée sur les modèles des populations stables, l’autre sur la projection inverse proposée par Ronald Lee, donne à penser que les deux méthodes produisent des résultats similaires, montrant, par exemple, que le XVIIIe siècle a été globalement pire que le siècle précédent. L’espérance de vie à la naissance en est un indice clair. Voilà probablement un cas où la dynamique démographique peut contribuer à l’explication des phénomènes sociaux. En effet, pendant le XVIIIe siècle se sont produites dans la région une centaine de rébellions indigènes environ, en plus de la grande révolte de Túpac Amaru-Túpac Catari.

Résumé. La fatigue chronique est un symptôme peu spécifique, fréquent en consultation ambulatoire de l’adulte. Une fatigue physique persistante, d’étiologie indéterminée après élimination des causes courantes, doit faire évoquer des maladies rares telles que les erreurs innées du métabolisme (EIM). La principale caractéristique de la fatigue chronique dans les EIM est son caractère dynamique, aggravée par les situations entrainant une augmentation du métabolisme telles que l’effort physique, le froid, le jeûne ou un stress biologique. Devant de tels indices cliniques, il est important d’entreprendre une démarche diagnostique orientée permettant d’identifier les patients susceptibles d’avoir une EIM afin de les orienter vers un centre spécialisé. Les EIM entrainant une fatigue chronique sont les myopathies métaboliques, notamment les glycogénoses musculaires, les troubles de la béta-oxydation des acides gras et les maladies mitochondriales. Des analyses biochimiques et/ou moléculaires spécifiques permettent de poser le diagnostic et de mettre en place une prise en charge pluridisciplinaire.

L'utilisation du sol de Soria, adapté à l'altitude, au climat froid et à la pauvreté du terrain, se fit avec une grande mobilité sur la superficie de cer terres depuis leur utilisation, au XIIIeme siècle. Ces terres en friche représentaient la plus grande partie du territorire, où l'on pratiquait l'élevage ainsi que l’agriculture de «monte hueco». L'occupation permanente des terres, utilisées en pâturages, délimitèrent lentement la mosaïque des propriétés individuelles et collectives. Dès le milieu du XVeme siècle, la dynamique d'expansion économique que connut la Couronne de Castille affecta ces terres pour les convertir en exploitations d'élevage et de production forestière. La dénonciation d'usurpation de terres, entre autres de la part de l'oligarchie urbaine de Soria, rend manifeste l'attribution de ces terrains à l'élevage. Vers la fin du XVeme siècle, des conflits se déclarèrent entre la Mesta pour l'utilisation de ces jachères comme pâturages, l’oligarchie urbaine désirant délimiter ces propres pâturages et les municipies de certaines villes et villages cherchant à préserver l’exploitation forestière. Les habitants des lieux, de petits ou «moyens» agriculteurs et éleveurs, furent les plus lésés en perdant leur mobilité et en devant faire face à la concurrence des élevages «mesteño» dans l'utilisation de ces jachères.

Ce travail de recherche présente une étude de la formation de dépôts de nickel réalisés par projection dynamique à froid (P. D. F. Ou Cold Spray). Il s'agit d'un procédé où les particules métalliques à projeter sont introduites dans un écoulement gazeux supersonique. Au-delà d'une vitesse spécifique à chaque matériau, appelée vitesse critique, les particules peuvent adhérer sur le substrat. Les résultats de cette étude montrent que le rendement pondéral de dépôt est uniquement conditionné par la proportion de particules capables de dépasser la vitesse critique. L'augmentation de la vitesse moyenne des particules (par accroissement de la température du gaz propulseur, de sa température ou l'utilisation d'hélium en remplacement de l'azote) accroît donc le rendement. Les vitesses de particules ont été calculées par deux méthodes (application de la théorie isentropique unidimensionnelle et modélisation 2D). Le comparatif avec les vitesses mesurées montre que la précision de ces modèles est très satisfaisante. Deux techniques de détermination de la vitesse critiques, dont les résultats sont cohérents par rapport aux valeurs trouvées dans la littérature, ont été développées. Contrairement au rendement de dépôt, la compacité et la dureté des revêtements ne sont pas liées à la vitesse des particules. La modification du système de projection, par adjonction d'un système de chauffage des particules, permet d'améliorer légèrement le rendement de dépôt. L'utilisation d'une tuyère possédant une géométrie appropriée peut également améliorer significativement ce dernier
This Ph. D. Work deals with the study of the formation of cold sprayed nickel coatings. In this process, powder grains are introduced in a supersonic gas stream. For each material, beyond a specific velocity called the critical velocity, particles start to bind onto the substrate. The results of this study show that, for a powder batch, the deposition efficiency is only linked to the rate of particles that can exceed the critical velocity. An increase of the particles mean velocity (obtained by an increase of the propellant gas temperature, pressure or by the use of helium) raises the deposition efficiency. The particle velocity has been calculated with two methods (the one-dimensional isentropic theory and a 2D model). Comparison of the results with measured velocity shows that the mathematical models are consistent and accurate. Two techniques for the critical velocity determination have been developed. Values obtain with them appear to be consistent with those found in the literature. Contrary to deposition efficiency, the porosity level and hardness of the coatings are not linked to the impact velocity. The addition of a particle heater to the spraying system allows to increase slightly the deposition efficiency. Using a well adapted nozzle design can also improve it significantly

Les contacts électriques, utilisés dans les contacteurs et les disjoncteurs, sont des composants fortement sollicités dont le comportement influence la durée de vie des appareils. Les pastilles de contacts électriques, en matériaux composites à matrice d'argent, sont actuellement élaborées par des opérations classiques de métallurgie des poudres avant d'être assemblées par soudage sur des supports contacts. Un procédé envisagé pour le remplacement de la méthode classique d'élaboration est celui de la projection dynamique par gaz froid communément appelé cold spray. Dans ce procédé, des particules de poudre sont accélérées au moyen d'une tuyère de Laval avant d'aller s'écraser sur un substrat en formant un dépôt par empilement. L'objectif de ce travail est de démontrer le potentiel de ce procédé pour la réalisation de contacts électriques. La démarche retenue s'appuie sur le triplet élaboration, caractérisation et simulation numérique. La souplesse du procédé cold spray a rendu possible l'élaboration d'une large gamme de microstructures composites en ayant optimisé au préalable la projection de la matrice d'argent. La caractérisation de ces microstructures a été menée à différentes échelles, notamment fine pour quantifier la porosité par microtomographie et très fine pour élucider les mécanismes interfaciaux d'adhésion et de déformation survenant lors de l'impact par microscopie électronique en transmission. Ces investigations poussées sont nécessaires pour comprendre le comportement de la matrice d'argent dans un premier temps. Les dépôts composites font l'objet d'études complémentaires, les données disponibles dans la bibliographie étant rares. D'un point de vue plus macroscopique, les microstructures ont été éprouvées par des moyens d'essais classiques ou développés pour les besoins de cette étude en s'appuyant notamment sur les effets engendrés par une impulsion laser. Parallèlement, des calculs par éléments finis ont permis de mieux comprendre les phénomènes induits par un tir laser et donc, par extension, par un arc électrique. Pour compléter cette démarche, une simulation numérique originale basée sur un modèle d'empilement faisant appel à la morphologie mathématique propose de relier microstructure réelle et microstructure simulée, le but étant de prévoir la morphologie d'une microstructure uniquement à partir de la caractérisation de quelques particules. L'ensemble des résultats obtenus a permis d'identifier les facteurs dont dépendent les propriétés d'un dépôt (granulométrie des poudres, taille de grains,...) et ainsi de choisir des microstructures en vue de la réalisation de contacts électriques. L'endurance de prototypes de contacts fabriqués par cold spray a été déterminée sur banc d'essais de contacteurs industriels. Elle a été montrée comme largement compétitive avec celle des contacts industriels actuels réalisés par métallurgie des poudres classiques.

Les dépôts d’hydroxyapatite (HA) obtenus par projection plasma (APS) sont à ce jour considérés comme des revêtements standards dans le domaine des implants orthopédiques. Certaines études ont pourtant montré que ces dépôts comportaient des phases secondaires, issues de la décomposition de l’HA lors de la projection, qui limiteraient potentiellement la durée de vie des implants. Des infections nosocomiales peuvent, d’autre part, survenir, parfois des années après l’opération. Bien qu’ayant des propriétés ostéoconductrices, l’HA possède une composition chimique et une cristallinité différentes de celles du minéral osseux (non stoechiométrique ; carbonaté et mal cristallisé). Les apatites nanocristallines biomimétiques offrent l’avantage, par rapport à l’HA, de posséder une surface hydratée réactive analogue à celle identifiée dans le minéral osseux, que l’on peut fonctionnaliser. Une apatite nanocristalline et carbonatée « BNAc » ainsi qu’une apatite biomimétique dopée en ions argent « AgBNAc » ont été synthétisées pour cette étude. Elles permettraient potentiellement d’accélérer l’ostéointégration des implants (BNAc et AgBNAc) et de prévenir les infections nosocomiales (AgBNAc). Afin de préserver les caractéristiques physico-chimiques de ces poudres thermiquement instables et très réactives, un procédé de dépôt à la fois basse température et industriel a été sélectionné : la projection dynamique à froid ou Cold Spray. Contrairement aux autres procédés de projection, il présente l’avantage de projeter des particules non fondues grâce à un jet gazeux supersonique. Des dépôts d’apatites biomimétiques présentant une très forte similitude physico-chimique avec les poudres ont été obtenus. Des essais préliminaires de biocompatibilité et d’adhérence ont également été réalisés sur les dépôts obtenus : le procédé Cold Spray se révèle être un procédé prometteur, préservant les caractéristiques des apatites nanocristallines biomimétiques et offrant la possibilité d’obtenir industriellement des implants ayant un meilleur potentiel d’ostéointégration et une meilleure résistance aux infections
Atmospheric plasma sprayed (APS) coatings of hydroxyapatite (HA) are considered as standard coatings in the field of orthopedic implants. However, some studies have shown that these coatings contained secondary phases resulting from the decomposition of HA during the spraying process, which could potentially limit the lifetime of implants. Moreover, nosocomial infections have been reported a few years after surgery. Although HA has osteoconductive properties, it has a different chemical composition and crystal characteristics from those of bone mineral (non-stoichiometric; carbonated and poorly crystallized). Biomimetic nanocrystralline apatites, on the contrary, offer the advantage to possess a surface hydrated layer analogous to that identified in bone mineral which can be functionalized. A carbonated nanocrystalline apatite similar to bone mineral "BNAc" and a silver doped biomimetic apatite "AgBNAc" were synthesized for this study, which could potentially accelerate osseointegration of implants (BNAc and AgBNAc) and prevent nosocomial infections (AgBNAc). In order to preserve the physicochemical characteristics of these powders, thermically unstable and very reactive, an industrial low temperature deposition process was selected: the Cold Spray. In contrast with other thermal spray processes, it has the advantage of spraying unmelted particles through a supersonic gas jet. Biomimetic apatite coatings with physicochemical properties similar to the powders were obtained by Cold Spray. Preliminary tests of biocompatibility and adhesion were also carried out on these coatings : the Cold Spray process seems to be a promising method preserving the characteristics of biomimetic nanocrystalline apatites and offering the possibility to produce industrial coatings with a potential to improve implants osseointegration and resistance to infections

Le principe du procédé cold spray réside dans la projection de poudres à haute vitesse sur un matériau, le substrat. La formation d'un revêtement plus ou moins dense à sa surface passe par l'adhérence et l'empilement des particules projetées. Un des domaines d'application d'un tel procédé est la réparation de composants métalliques ou composites utilisés dans le secteur aéronautique. Les particules et le substrat adhèrent par différents mécanismes, notamment mécaniques. Les duretés respectives des matériaux et la topographie de surface du substrat influent sur l'intensité de cet ancrage mécanique. Cette étude permet de statuer sur ces deux contributions. Pour cela, des systèmes purement métalliques et composites aux propriétés mécaniques différentes sont choisis. Le dépôt de particules sur des surfaces rugueuses est étudié à travers l'élaboration de revêtements d'aluminium pur sur substrats d'alliage d'aluminium plus durs. Des mécanismes de déformation plastique et d'empilement sont analysés par construction de revêtements d'Al-SiC sur aluminium. L'élaboration de ces revêtements passe par l'optimisation de nombreux paramètres liés au procédé et à la nature des matériaux (température, pression, granulométrie). Les conditions d'impact des particules sont également déterminées par l'emploi de techniques mesurant la vitesse des poudres projetées (DPV 2000), la température du substrat par thermocouples et la température des particules par simulation numérique. L'ancrage mécanique des particules est analysé par observation en coupe de l'interface revêtement-substrat. Le gradient de dureté est également quantifié. Une analyse de la morphologie des surfaces sablées est réalisée afin de corréler la granulométrie des particules aux dimensions de rugosité mesurées. Un modèle d'impact par simulation numérique est mis en place pour étudier les déformations plastiques des interfaces en fonction de la topographie de surface. Enfin, des essais d'adhérence par choc laser (LASAT®) sont entrepris afin d'identifier le rôle de la rugosité d'interface sur les seuils de rupture déterminés numériquement
The cold spray process is based on high-speed spraying of a powder onto a substrate. The formation of a more or less dense coating depends on sprayed particle adhesion and coating build-up. The repair of metallic or composite aircraft / aerospace components is a recent application of cold spraying. The particle-substrate bond strength is due to various mechanisms, including mechanical anchoring. Substrate material hardness and surface topography governs the degree of mechanical anchoring. This thesis study is centered on the influence of these two contributions. Pure metallic and composite systems with different mechanical properties are selected. Particle deposition onto rough surfaces is investigated through the development of pure aluminium coating of harder aluminum alloy substrates. Plastic deformation and build-up mechanisms are studied for Al-SiC coatings onto ductile substrate. All the coatings resulted from an optimization stage where process parameters and materials properties are considered (gas temperature, gas pressure, particle size). Particle impact conditions are also determined by particle speed experimental measurements (using a DPV 2000 system). Substrate temperatures are determined using thermocouple and particle temperatures are studied by numerical simulation. Mechanical anchoring of particles is investigated by cross-section observation of the coating-substrate interface. Hardness gradient is also quantified. An analysis of sand-blasted surfaces morphology is performed to correlate particle size and roughness parameters. A model of particle impact is established from a finite element analysis of interface plastic deformation as a function of surface topography. Lastly, dynamic adhesion testing using a laser shock (LASAT®) are undertaken to study the potential role of interface roughness on the fracture thresholds in the light of a numerical analysis

Le cold spray est un procédé où des particules de poudre sont projetées à haute vitesse sur un substrat. En se déformant, les particules de poudre y adhèrent, permettant ainsi de créer un dépôt par empilement. Les dépôts ainsi obtenus ont des propriétés mécaniques élevées, sont très denses, peuvent être épais et ont des rendements élevés, ce qui fait du cold spray un procédé idéal pour la fabrication additive. En revanche, les rendements pour les alliages d’aluminium, couramment employés dans différents domaines, sont insuffisants pour que la fabrication additive soit économiquement viable. Dans cette étude, un traitement thermique de la poudre est réalisé afin de modifier les propriétés des particules de poudre pour améliorer le rendement de projection. L’influence de ce type d’équipement ainsi que des paramètres de projection a été étudiée en mesurant la vitesse des particules (DPV2000) et en comparant les propriétés des différents dépôts. Les dépôts réalisés avec de la poudre traitée thermiquement dans les mêmes conditions mais avec de la poudre non traitée ont permis d’évaluer l’influence de la modification des propriétés des particules de poudre en fonction du traitement thermique. La fabrication additive nécessite de comprendre comment les particules de poudre s’empilent afin de réaliser des formes données. Un modèle de construction, à l’échelle macroscopique, fondé sur des données expérimentales a été développé afin de prédire la forme du dépôt. Les résultats de ces simulations ont été comparés aux dépôts obtenus expérimentalement afin de vérifier si l’épaisseur, la forme ainsi que l’état de surface concordaient
Cold spray is a process where powder particles are sprayed at a high speed onto a substrate. From deformation the powder particles adhere to the substrate, which result in deposition build-up. The cold sprayed coatings show high mechanical properties, are very dense, can be thick and have a high deposition efficiency, which makes cold spray an ideal process for additive manufacturing. However, deposition efficiency for aluminum alloys such as those commonly used in different industrial sectors, are insufficient for additive manufacturing to be economically viable. In this study, a heat treatment of the powder is carried out in order to modify the properties of the powder particles to improve the deposition efficiency. The influence of the type of cold spray facilities and of spraying parameters was studied from the measurement of the particle velocity (DPV2000) and from assessing the properties of the various coatings. The coatings made of the heat treated powders compared with those made of untreated powders using similar conditions for both were used to show the influence of the modification of the particles. Additive manufacturing requires the understanding of how powder particle build-up to achieve given shapes. A model of deposition, at a macroscopic scale, based on experimental data was developed to predict the shape of the deposit. The results of these simulations were compared to experimental deposits to check thickness, shape and the surface state

Le principe de la projection dynamique par gaz froid ou « cold spray » repose sur la projection de particules de poudres convoyées par un gaz à des vitesses supersoniques vers un substrat. La déformation des particules à l’impact avec ce dernier permet la construction d’un dépôt. Ce procédé permet de conserver la microstructure des particules de poudre et de produire des dépôts peu poreux. Cette dernière caractéristique est essentielle dans le cadre d’applications anticorrosion. L’ambition de la thèse est de comprendre le rôle de la microstructure sur les mécanismes de corrosion marine d’un dépôt à base d’aluminium élaboré par cold spray. Pour atteindre cet objectif sont projetées des poudres à base d’aluminium (aluminium pur, alliages d’aluminium et mélanges avec ajout d’alumine) sur un substrat en acier. Les microstructures des dépôts sont étudiées jusqu’à l’échelle nanométrique (MET). L’adhérence des dépôts est mesurée par l’essai de plot collé. A partir des microstructures sont proposés plusieurs mécanismes de formation de la porosité dans un dépôt cold spray à différentes échelles. Une étude numérique par éléments finis complète cette analyse microstructurale. Grâce aux mesures de la vitesse (DPV-2000) et de la température (caméra thermique) d’impact des particules, les paramètres de nouveaux modèles matériau sont optimisés pour simuler le comportement de l’aluminium et de l’alumine à l’impact. De plus, plusieurs essais de corrosion marine (immersion et brouillard salin) sont conduits. L’étude des microstructures corrodées permettent d’établir différents mécanismes de corrosion du dépôt cold spray. Un lien entre la porosité du dépôt et son comportement en corrosion est notamment montré. Enfin, une première approche du transfert de technologie du procédé à l’échelle industrielle est décrite
Cold spray process is based on spraying particles carried by a gas at a supersonic speed onto a substrate. Particle deformation during impact with the substrate creates a coating. This spraying process can retain particle microstructure and produce very dense coating. This property is crucial for anticorrosion applications. The aim of this work is to understand the effect of cold spray aluminum coating microstructure on marine corrosion mechanisms. To achieve this goal, several aluminum powders (including pure aluminum, aluminum alloys and mixtures with alumina) are sprayed onto a steel substrate. Coating microstructure is studied down to a nanoscale (TEM). The coating-substrate bond strength is determined using pull-off testing. From a thorough microstructure study, various mechanisms are proposed to explain multiscale porosity formation in coatings. A numerical study using finite elements modeling complements this microstructure analysis. From particle speed (DPV-2000) and temperature (thermal camera) measurements during impact, new material models are optimized to model aluminum and alumina behavior at particle impact. Moreover, corrosion tests are conducted (including immersion and salt spray tests). The study of corroded coating microstructures is used to identify corrosion mechanisms which occur in the coating. A relationship between coating porosity and its corrosion behavior is particularly brought into light. Finally, a first approach to a technological transfer of this process to an industrial application is proposed

L'objectif principal de cette étude était de réaliser une modélisation du procédé cold spray, fondée sur l'observation expérimentale et sur des modèles physiques capables de prédire la microstructure du dépôt en fonction de la morphologie de la poudre et des paramètres de projection. Pour y arriver, le travaux se sont organisés autour de trois axes principaux de recherche : caractérisation de la poudre en 3D, simulations d'impact par éléments finis et modélisation d'empilement. Un procédé innovant de caractérisation morphologique de la poudre en 3D, utilisant la microtomographie par rayons X, a été développé. Le traitement des images résultantes a permis d'isoler les particules individuelles, regroupées dans une bibliothèque 3D d'environ 18000 objets. Leur taille et forme ont été caractérisées quantitativement. La méthode de partitionnement des données dite « K-means » a été utilisée pour la répartition des particules en 7 classes de forme.Le deuxième axe de recherche portait sur la simulation d'écrasement des particules, par la méthode des éléments finis (logiciel Abaqus, approche lagrangienne). L'utilisation d'outils de maillage adaptés a permis de réaliser des simulations d'écrasement des particules réelles (en provenance de la bibliothèque 3D). L'automatisation de ces simulations visait la possibilité d'en effectuer en grand nombre mais, face aux problèmes de robustesse rencontrés, le nombre de simulations menées à bien fut limité.Le troisième axe de recherche portait sur le développement d'un modèle d'empilement itératif, fondé sur l'utilisation des résultats des simulations d'écrasement. Ce modèle a été mis en place en 2D par simplicité. Différentes implémentations ont été essayées mais leur développement ne fut pas suffisamment abouti pour l'application à des cas pratiques.La validation des modèles s'est limitée aux simulations d'impact par éléments finis. Les deux types de splats (Ta sur Cu et Ta sur Ta), exigeant de méthodes d'observation expérimentale différentes, ont été traités séparément. Les premiers ont pu être directement observés par microtomographie et regroupés dans une bibliothèque 3D des splats Ta sur Cu. Ensuite, ils ont été comparés, de façon statistique mais aussi individuellement, aux correspondants simulés sans qu'aucune divergence évidente n'apparaisse. Le cas des Ta sur Ta est, en revanche, compliqué du fait de l'homogénéité du système qui empêche l'utilisation directe de la microtomographie. Bien que différentes méthodes visant à apporter une couche du contraste entre particule et substrat aient été essayées, la construction d'une bibliothèque 3D des splats Ta sur Ta n'a pas été possible.L'optimisation des poudres (choix de la granulométrie et de la forme, en vue d'une application donnée) est une des utilisations envisagées pour le modèle d'empilement, ainsi que la simulation de la projection de poudres composites (métal et oxyde). L'inclusion dans le modèle des transformations de phase ouvrirait la porte de la famille de la projection plasma ou de la fabrication additive. Plus généralement, la philosophie derrière la modélisation d'empilement développée dans cette thèse peut être appliquée à tout procédé où l'apport de matière est fait à partir d'une « poudre » subissant une certaine transformation. Enfin, le couplage avec un modèle de comportement pourrait permettre l'estimation de certaines propriétés physiques (par exemple, les conductivités thermique et électrique), dépendant de la microstructure du dépôt
This study on the cold spray process aimed at achieving an original coating build-up model, capable of predicting the resulting microstructure as a function of powder morphology and process parameters. The work focused on three main interrelated subjects: 3D powder characterization, simulation of individual impacts on a flat substrate by the finite element method and deposition build-up modeling.An innovative method based on microtomographical observations was used for 3D characterization of the powder. Image analysis allowed to separate single powder particles and to gather them into a 3D collection containing approximatively 18 000 objects. Their size and shape were quantitatively measured. A cluster analysis method (K-means) was then applied to this data set to divide the particles into 7 classes based on their shape.The second main research topic consisted in performing particle impact simulations on a flat substrate by the finite element method (using the commercial software Abaqus). The use of dedicated meshing tools allowed to simulate the impact of real particles, as observed by microtomography. Scripting techniques were used to carry out a large number of these simulations but, due to limited robustness of the procedure, only few of them were successfully conducted.The third research area focused on the development of a deposition build-up model (in 2D to allow a simpler implementation). Data from finite element results were interpolated and used in an iterative simulation, where impacting particles were deposited one by one. Different approaches were tested but the development of the model could not be completed in the framework of this thesis.Model validation could be performed on finite element simulations. The two kinds of splats (Ta on Cu and Ta on Ta) were considered separately. Concerning the first, direct microtomographical imaging could be applied, due to the heterogeneity of materials. Splats were observed, individually separated and gathered in a 3D collection as done before with powder particles. Simulated and observed splats could then be compared on a statistical basis. No particular discrepancy was observed, confirming the impact simulation method used. The second kind of splats (Ta on Ta) was complicated by the homogeneity of the materials, preventing the use of microtomography. The deposition (before spraying) of a contrast layer between Ta substrate and Ta particle was tried by different techniques. The only method giving exploitable results was the chemical vapor deposition of a Fe layer onto the powder particles. However, the small number of adherent particles and the weak contrast obtained in the images prevented the use of the methods already applied to powder particles and Ta splats onto Cu.The optimization of powder granulometry and shape (towards a specific application) is one of the main expected applications of the deposition build-up model, together with the simulation of composite powders (typically, metal and oxide). The involvement of phase transformation phenomena into the model could extend its application to the whole family of thermal spray processes (plasma, HVOF, etc.) or to other additive manufacturing techniques. In general, the philosophy behind our modeling approach could be applied to every manufacturing/coating technique where the supply material is in powder form and undergoes a certain transformation during the process. Finally, the coupling of such a model with homogenization techniques would allow the prediction of macroscopic properties depending on deposit microstructure (e.g. thermal or electrical conductivity)

La projection dynamique par gaz froid (« cold spray ») est un procédé de projection thermique dont l’un des atouts majeurs est de pouvoir conduire à des dépôts très denses. C’est cet atout qui sera prioritairement exploité dans cette étude pour la réalisation d’un revêtement métallique dont l’application lui requiert de présenter une haute étanchéité au gaz, dans des conditions de vide poussé. Le travail proposé porte sur la réalisation de ce type de revêtement dont il faudra étudier la porosité susceptible de se former à la projection. L’un des objectifs est de déterminer la taille critique de pore au-delà de laquelle le niveau d’étanchéité exigé n’est plus respecté ainsi que tous les autres critères de porosité susceptibles d’intervenir (répartition, géométrie, etc.). Plus fondamentalement, il s’agira d’associer, y compris à l’aide de la simulation numérique, ces caractéristiques aux mécanismes de formation des pores en fonction des conditions de projection. L’influence du substrat (métal ou polymère) sur la porosité, via les modifications dans le processus de construction du dépôt sera examinée. Son adhérence, au substrat sera aussi déterminée, sachant que la propriété première sur laquelle il convient de se pencher est l’étanchéité au gaz. Des mesures seront effectuées sur éprouvettes adaptées
Cold Spray is a thermal spray process, a key advantage of which is its capability to achieve highly-dense coatings. The practical objective of the study is to fully exploit this asset to obtain a metallic coating which exhibit gas-tightness in ultra-high vacuum conditions as requested for the targeted application. The thesis work consists in studying cold spray conditions to result in suitable properties. The study will focus on porosity formation mechanisms when spraying. A major objective is to determine a critical size for porosity above which gas-tightness no more meets the required specifications for the application. For this, relevant characteristics of pores (size, distribution, shape, ... ) will be assessed. More basically, the work aims to correlate, including using numerical simulation, these characteristics with the previously-mentioned formation mechanisms as a function of spraying conditions. The influence of the substrate (a metal or a polymer) onporosity will be studied in particular, through the study of modifications in the coating build-up. Coating-substrate bond strength will be determined, based on the study of adhesion mechanisms since an influence of these on gas-tightness can be expected

La réalisation de revêtements métalliques en surface de matériaux composites à matrice organique est possible par le procédé cold spray. La construction de tels revêtements à partir de particules de cuivre sur un substrat contenant des fibres de carbone n'a pu aboutir que grâce à l'ajout d'une poudre polymère. Malgré son rôle dans la construction des dépôts, le polymère présente le désavantage d'être un très bon isolant électrique ayant, de ce fait, une influence très néfaste sur la conductivité des dépôts cold spray. Ces travaux ont donc été concentrés sur l'étude de l'influence de la microstructure de ces dépôts sur leur conductivité électrique. Plusieurs poudres de cuivre ont été mélangées dans diverses proportions avec du PEEK, un polymère thermoplastique. La projection cold spray de ces mélanges a abouti à la formation de dépôts homogènes sur les substrats composites. L'influence des caractéristiques des poudres et des paramètres de projection sur les caractéristiques des dépôts a été étudiée. De même, la déformation du PEEK lors de la projection a été analysée car elle joue un rôle important dans la construction du dépôt. L'étude des propriétés mécaniques du PEEK et des conditions de projection ont permis de simuler sa déformation. Dans la microstructure du dépôt, la présence du PEEK limite les contacts entre les particules de cuivre, abaissant fortement la conductivité électrique des dépôts. Un modèle morphologique de la microstructure a été développé afin d'étudier l'influence de la morphologie de la phase de cuivre sur la conductivité des dépôts. Ce modèle a permis de simuler des microstructures présentant diverses morphologies en 3 dimensions. Il ouvre ainsi la possibilité d'étudier numériquement l'influence de la morphologie de la microstructure des dépôts sur leur conductivité électrique. La conductivité a été mesurées expérimentalement sur des échantillons de dépôt. Un mélange de poudre et des paramètres optimaux ont alors pu être identifiés pour obtenir un dépôt cold spray sur un substrat composite à matrice organique avec une conductivité satisfaisante mais encore inférieure à celle du cuivre massif
The Cold Spray process allows to manufacture metallic coatings onto Carbon Fiber-Reinforced Composite (CFRP). This process relies on the spraying of high-velocity powder particles to result in high deformation and build up to form a dense coating. However, forming a coating made of copper particles onto a substrate containing carbon fibers was achieved out only by mixing metallic powder with a polymer powder. Although the polymer allow to build up the coating onto CFRP, it is highly electrically insulating. It would therefore decrease the electrical conductivity of the coating drastically. Investigations were carried out on the influence of the coatings microstructure on electrical conductivity. Various copper powders, with different morphologies, granulometry and oxygen contents were mixed with PEEK powder, i.e. a thermoplastic polymer. Cold spray of these powders leads to homogeneous coatings onto CFRP. The characteristics of these coatings were studied as a function of the influence of powder characteristics and spraying parameters. The deformation of the PEEK was also investigated as it governed the build up of the coating. Mechanical testing of PEEK samples and in-situ spraying measurements were performed to feed impact simulations. Then, simulated and experimental impact morphologies of copper particles onto PEEK were compared. The PEEK behavior under impact also prevented sound contacts between copper particles, which decreased the coatings electrical conductivity significantly. A morphological model of the microstructure of the coating was developed to reproduce microstructures in 3D numerically. It allows to investigate numerically the influence of the copper phase morphology on coating conductivity. This conductivity was measured experimentally for various starting copper powders. A carefully selected blend of copper and PEEK powders and optimized spraying parameters lead to homogeneous coatings onto CFRP with an acceptable electrical conductivity but still below bulk copper conductivity

La réparation des composants en alliages légers est un processus clés dans le domaine de l’aéronautique. Ces alliages sont abondamment utilisés dans les constructions aéronautiques notamment pour des composants à forte valeur ajoutée. Leur utilisation combinée à une optimisation de la conception des pièces permet de disposer de produits satisfaisants aux exigences de masse, de coût et de performances. Cependant l’utilisation de ces pièces est limitée dans le temps car divers endommagements peuvent survenir aussi bien lors de leurs manipulations que lors de leurs utilisations en service. Des solutions de retouches existent mais ne permettent pas toujours de redonner leur intégrité aux zones affectées. Ces limitations sont à l’origine d’un fort taux de rebut parmi les pièces à forte valeur ajoutée.Les multiples avantages du procédé Cold Spray en font un candidat idéal pour la projection de revêtements adaptés aux composants en alliages légers mis en oeuvre en aéronautique, que ce soit dans une logique de protection, de retouche ou de réparation. Il s’agit de reconstruire la pièce par un revêtement aux caractéristiques les plus proches possibles de celles du matériau de base. Ce travail de thèse consiste à optimiser l’ensemble des paramètres du procédé de projection dynamique à froid (Cold Spray) pour plusieurs couples substrat-revêtement combinant différents alliages d'aluminium, de magnésium et des composites à matrice métallique à base aluminium.La première étape a consisté à optimiser les paramètres principaux du procédé Cold Spray afin de s’affranchir du phénomène de colmatage pouvant intervenir au sein de la section divergente de la buse de projection. Ce phénomène a pour effet de diminuer la vitesse des particules, les revêtements obtenus devenant alors assez poreux. Une étude s’est ensuite focalisée sur l’optimisation de l’adhérence des couples substrats-revêtements. Il a été démontré le rôle primordial de la préparation de surface dans l’adhérence des revêtements où l’ancrage mécanique apparaît prépondérant. Enfin, une étude originale a été conduite pour mettre au point une méthodologie pour recharger localement une zone défectueuse sans avoir à recouvrir toute la surface du substrat. Une programmation hors ligne du robot a été employée afin de recouvrir deux types de défaut pré-usinés sur des blocs d’alliage d'aluminium. Les résultats sont satisfaisants avec des gains en temps de projection et des dépôts sans défaut après usinage
The repair of light alloy parts is a major issue in aeronautics. Aluminum alloy and magnesium alloy are widely used in aircraft parts, especially for high value-added components. Their use combined to optimizing design allows to have satisfactory products meeting mass, cost and performance requirements. However, like any other life-limited components, various damages can occur not only during handling procedure but also while operating. Rectification solutions exist but do not always comply with requirements. These limitations entail high scrap rates among high value-added parts.The various advantages of the cold spray process make it an ideal candidate for suitable coatings for light alloy aircraft components as protective, retouching or repair methods. The aim is to rebuild the damaged part by a coating whose characteristics are closest to those of primary materials. This thesis proposes to optimize different cold spray parameters for several substrate-coating pairs combining different aluminum alloys, magnesium alloys and aluminum alloy-based metal matrix composites.The first step was to optimize the main parameters of cold spray process to prevent clogging phenomenon that may occur in the expansion part of the nozzle. It decreases particle kinetics and promotes porous coating. Then, adhesion optimization of substrate-coating couples was investigated. The substrate surface preparation is a key factor on coating adhesion, where the mechanical anchoring appears essential. Finally, an innovative study was conducted to develop a method to cover locally surface defects. Offline programming trajectories were used to fill up two kinds of pre-machined defaults on aluminum alloy blocks. Results are in good agreement with spray time savings and defect free coatings after machining

Ce chapitre fait échos aux théories sur la dynamique des fluides corporels dans la construction des rapports de force entre le masculin et le féminin développées par Françoise Héritier dans sa définition de la valence différentielle des sexes. Ses travaux sur la parenté, l’identique et le différent, éclairent la question de l’équilibre des humeurs à travers les conceptions de chaud et de froid, de la force du sang et du lait recueillies auprès des Touaregs Kel Adagh.