Добірка наукової літератури з теми "Liaison céramique"

La localisation du canal de Marius et sa liaison avec le port antique sont depuis le XIXe s. au coeur des recherches sur Fos et le secteur oriental du delta du Rhône. À partir de 2010, la découverte fortuite d’un lot de céramiques antiques dans le secteur des Marais du Vigueirat et des prospections à la tige métallique menées par O. Badan ont permis de repérer le tracé d’un paléochenal aménagé, associé à des traces d’occupation, qui ont tout de suite été rapprochées du fameux ouvrage de Marius. Le dossier a été repris par une équipe associant le ministère de la Culture SRA/ PACA, le Centre Camille Jullian, le CEREGE, et les Amis des Marais du Vigueirat, gestionnaires du site. Cet article présente un premier état de la documentation et des travaux engagés (révision du mobilier céramique, datation calibrée des pieux découverts à proximité et prospections géophysiques), qui tendent à confirmer la présence d’un paléo-chenal, sans pouvoir encore trancher sur son interprétation, en l’absence de carottages ou de fouilles

L’article porte sur l’origine et le développement de l’école française de technologie préhistorique. En remontant aux sources, les auteurs montrent comment la chaîne opératoire, concept proposé par A. Leroi-Gourhan, ethnologue et préhistorien, a d’abord été développé par les ethnologues puis appliqué à l’étude du lithique préhistorique en liaison avec eux. La découverte du site de plein air de Pincevent a permis à Leroi-Gourhan de développer ses idées quant à une approche ethnographique d’une occupation préhistorique et les remontages de silex qui restituent les séquences de débitages ont été pour la première fois utilisées de façon systématique. La lecture de ces remontages a conduit à développer le concept de chaîne opératoire. Parallèlement J. Tixier concevait une méthode d’étude spécifiquement adaptée à l’analyse des productions taillées lithiques en s’appuyant sur la lecture de débitages expérimentaux pratiqués par son équipe. La mise en commun des idées développées par Tixier et son équipe et par le laboratoire d’Ethnologie préhistorique de Leroi-Gourhan, la pratique de l’expérimentation, de la taille du silex et des remontages de nucléus a conduit à des développements qui ont porté d’abord sur les techniques et méthodes de taille. Puis cette coopération a permis d’affiner une identification des niveaux de compétence, de l’apprentissage à la haute performance, puis, au delà, une reconnaissance des individus tailleurs à partir de caractéristiques idiosyncratiques de débitage. S’ouvrait ainsi le chemin vers l’analyse du domaine économique et enfin des domaines cognitif et social à partir de l’organisation spatiale d’habitats du Paléolithique supérieur. Le concept et tous les champs de recherche qu’ouvrait son application ont ensuite été adoptés dans d’autres domaines que le lithique : l’os, la céramique, le métal, l’archéozoologie et le funéraire, impliquant le développement de critères appropriés et de techniques d’observation et d’expérimentation adaptées au matériau ou aux pratiques. Tout en s’appuyant sur les acquis, deux démarches récentes portant sur le moyen et long terme ouvrent de nouvelles pistes. Flexibilité, vision dynamique des processus et connexion structurelle de la sphère technique à toutes les dimensions humaines font de la chaîne opératoire une efficace machine à penser les processus de production et leur place dans la société.

Les parcours sinueux qu’ont suivis l’anthropologie et l’archéologie en Amérique du Nord depuis une cinquantaine d’années démontrent des intérêts convergents pour la connaissance et l’explication du comportement humain et cela avec des méthodes de recherche de plus en plus divergentes. L’anthropologie qui a émergé des milieux intellectuels aux États-Unis au XIXe siècle avait pour origine l’intérêt pour la compréhension des populations autochtones de l’Amérique; de cet intérêt pour l’humain, se sont développés des outils pour comprendre le comportement qui se cachait derrière le geste posé. Dès le début, l’anthropologue s’intéressait aux comportements et l’archéologue documentait les traces du geste posé. De cette proximité entre l’anthropologie et l’archéologie qui s’est concrétisée par la création du Bureau of American Ethnology à la fin du XIXe siècle, il était naturel de placer la formation en archéologie au sein de départements d’anthropologie dans les universités aux États-Unis et au Canada. Malgré l’apparence initiale d’un champ unifié et d’un terrain partagé entre l’anthropologie et l’archéologie, la pratique s’est transformée pour devenir tout autre au fil des ans. Au milieu du XXe siècle, l’archéologie commence à remettre en question sa relation avec les interprétations fonctionnalistes des anthropologues (Trigger 2006 : 363-372). La première figure à souligner le problème de l’inéquation entre les résultats de la recherche archéologique et la théorie en anthropologie fut Walter Taylor (1948) dans son livre A Study of Archaeology. Taylor, le relativiste, exposa son penchant pour le particularisme historique dans une approche qu’il identifie comme étant conjonctive; pour ce chercheur iconoclaste, l’historiographie comptait pour beaucoup. L’approche conjonctive consistait à établir des corrélations entre différents types de données dans des contextes historiques et culturels spécifiques afin de faire le pont entre des particularités historiques (les collections archéologiques) et des données anthropologiques. La méthodologie qu’il proposait impliquait la vérification d’hypothèses par l’analyse de la composition et de la structure des collections archéologiques. L’objectif central de cette approche visait à mettre de l’avant des études contextuelles détaillées qui permettraient d’adapter des hypothèses générales sur la culture à des données spécifiques. Dans sa formulation de l’approche conjonctive en archéologie et la vérification d’hypothèses, Taylor reconnaissait qu’une réflexion critique était nécessaire puisque l'archéologue travaillait dans le présent. En dépit de la richesse des collections archéologiques et constatant le danger qui planait sur l’archéologie si nous avions continué à publier des listes d’attributs de nos objets au lieu d’interpréter la culture matérielle comme étant la trace du comportement humain, dans un geste de médiation entre l’anthropologie et l’archéologie, Binford (1962) publiait son article portant le titre Archaeology as Anthropology. Comme il le signale dans son introduction son article qui faisait suite à un ouvrage venant d’être publié par Willey et Phillips (1958) où l’on mentionne clairement que l’archéologie américaine « c’est de l’anthropologie ou rien du tout ». Ce geste d’éclat dans une période charnière de l’enseignement de l’archéologie dans les universités nord-américaines allait donner naissance à un nouveau paradigme que l’on appela la New Archaeology aussi connue sous le nom d’archéologie processuelle. Un tel changement de paradigme venait en contradiction avec les pratiques européennes en matière d’archéologie préhistorique, notamment celles de l’École de Bordeaux et de François Bordes, son membre le plus influent, qui avait réussi à imposer sa vision sur le sens de la variabilité des outils en pierre du paléolithique moyen (Bordes 1961; 1984). Dans sa thèse de doctorat intitulée The Bordes-Binford Debate: Transatlantic Interpretive Traditions in Paleolithic Archaeology, Melissa C. Wargo (2009) présente une analyse en profondeur des modes de pensée qui diffèrent entre l’Europe et l’Amérique du Nord. Essentiellement, le raisonnement traditionnel voulait que l’apparition d’une nouvelle culture archéologique (de nouveaux types) puisse signifier la manifestation d’un nouveau groupe de personnes, un groupe ethnique détectable avec les outils de l’archéologie. C’est ce que nous apprenions à la lecture des travaux de François Bordes sur les changements technologiques observés au paléolithique moyen. Lorsque Binford est parvenu à étudier les mêmes collections, il proposa des interprétations toutes autres. Ainsi, alors que pour Bordes, des outils différents représentent des groupes différents; si l’ensemble de l’assemblage ne peut être attribué à un groupe avoisinant, peut-être alors que certains éléments peuvent l’être. Et si de tels parallèles peuvent être établis, l’approche de Bordes a pour corollaire que c’est là le lieu d’origine de la population à l’étude et que nous serions en présence d’une diffusion de traits culturels à partir de la migration d’un groupe ethnique. Pour Binford, la différence dans la composition des assemblages devrait plutôt être interprétée comme étant le résultat d’adaptations; pour ce chercheur, les assemblages archéologiques sont des coffres d’outils adaptés pour une fonction particulière. Nonobstant la grande quantité de statistiques accumulées, Binford, de son propre aveu, admit qu’il fut incapable d’expliquer ce qu’elles signifiaient. En d’autres mots, il avait beaucoup d’information sur le présent mais ne pouvait l’expliquer par manque d’analogie avec le passé. En dépit de ces différences d’opinion, l’utilité de la typologie de Bordes réside dans le fait qu’elle fournissait un langage descriptif; cette typologie a cependant été par la suite rejetée par certains chercheurs qui considéraient que la définition des types de François Bordes était inadéquate parce que trop subjective. Pire encore, Bordes a été accusé d’incorporer dans ses interprétations des hypothèses non vérifiées sur les capacités cognitives des hominidés durant le paléolithique moyen. De nos jours, nos analyses de la technologie visent à remplacer cette approche typologique de Bordes par une méthode s’appuyant sur la combinaison d’attributs dont la description porte davantage sur le comportement. De toute évidence, le débat entre le promoteur de la New Archaeology et la figure de proue de l’archéologie française et son approche taxonomique en pierre a permis de mettre en évidence un malaise profond sur la façon dont le passé devrait être interprété. Ce débat est aussi emblématique de traditions scientifiques différentes entre l’Europe et l’Amérique du Nord. C’est dans ce contexte intellectuel que sont nés des départements d’anthropologie associant l’anthropologie culturelle, l’anthropologie biologique, la linguistique et l’archéologie. Ces quatre champs sont apparus à des moments bien précis de l’histoire des universités nord-américaines mais de nos jours, la réalité de l’anthropologie est devenue beaucoup plus complexe (Bruner 2010). Un étudiant en archéologie peut avoir des besoins de formation en géographie, en histoire, en géologie, en botanique, en biologie, en ethnohistoire, en systèmes d’information géographique, en informatique, etc. alors qu’un étudiant en anthropologie pour atteindre un niveau de compétence élevé pourrait avoir besoin de formation en histoire, en science politique, en sociologie, en art, en littérature, en théorie critique, etc. Malgré que les besoins aient grandement changé depuis la création des départements d’anthropologie, les structures académiques sont demeurées statiques. La protection des départements d’anthropologie dans leur configuration actuelle des quatre champs relève le plus souvent des politiques universitaires. Ainsi, même si les professeurs étaient d’accord qu’il serait intellectuellement plus profitable de scinder ces gros départements, la question de diviser les départements d’anthropologie en unités plus petites qui feraient la promotion de l’interdisciplinarité dans les sciences humaines et sociales n’est pas envisagée dans la plupart des universités nord-américaines (Smith 2011). Au milieu de cette tourmente, se sont développés un certain nombre de départements et de programmes d’archéologie en Amérique du Nord. De là est née une discipline émancipée du joug des structures trop rigides et se donnant un ensemble de méthodes de recherche qui lui étaient propres. La trajectoire conceptuelle empruntée par ceux-ci a permis de remonter au-delà du geste et de la parole en retenant une classe cohérente de concepts explicatifs développés, certes en anthropologie, mais raffinés et adaptés au contact de l’archéologie et d’autres disciplines en sciences humaine et sociales et sciences de la nature. Cette indépendance intellectuelle de l’anthropologie s’est notamment affirmée par des collaborations entre l’archéologie et la philosophie des sciences (Kelly et Hanen 1988; Salmon 1982; Wylie 2002; Wylie et Chapman 2015). La croissance de l’intérêt pour les explications processuelles des données archéologiques chez plusieurs archéologues nord-américains fut motivée par le fait que les néo-évolutionistes en anthropologie mettaient trop l'accent sur les régularités dans les cultures. Les concepts utilisés en archéologie processuelle exerçaient une influence significative sur notre discipline et l’adoption de cette approche théorique était d’autant plus attrayante car les variables proposées se présentaient comme des causes majeures de changements culturels et relativement accessibles à partir des vestiges archéologiques. Cette approche s'intensifia et donna de nouvelles directions aux tendances déjà présentes en archéologie préhistorique. Dans ce changement de paradigme qui donna naissance au courant de la Nouvelle Archéologie en Amérique du Nord et à un moindre degré au Royaume-Uni, l’accent était placé sur la vérification d’hypothèses sur les processus culturels comme outils d’explication du passé. De la position qu’elle occupait comme l’un des quatre sous-champs de l’anthropologie ou encore, de celle de servante de l’histoire, l’archéologie est devenue l’un des plus vastes champs du monde académique (Sabloff 2008 : 28). En plus d’avoir trouvé son ancrage théorique dans les sciences sociales et humaines, l’archéologie, attirée par les techniques et méthodes fraie régulièrement avec les sciences physiques et les sciences de la nature. En se donnant ses propres méthodes de collecte et d’analyse pour l’examen de cultures distinctes et en poursuivant avec des comparaisons interculturelles, la discipline cherchait à mieux comprendre les cultures qui se sont développées à travers le temps et l’espace. Puisque l’objet d’étude de l’archéologie porte sur les traces de groupes humains dans leur environnement naturel et leur univers social, les questions qu’elle se pose sont fondamentales à l’histoire de l’humanité et pour répondre à de telles questions elle s’est dotée de méthodologies d’enquête qui lui sont propres. L’utilisation d’équipements sophistiqués pour déterminer la composition chimique des résidus lipidiques incrustés sur un outil en pierre taillée ou encore, les recherches sur la composition physico-chimique de la pâte d’une céramique sont des techniques visant à répondre à des questions d’ordre anthropologique. Le quand et le comment du passé sont relativement faciles à identifier alors que pour découvrir le pourquoi l’archéologue fait souvent appel à l’analogie ethnographique, une méthodologie issue de l’insatisfaction des archéologues à l’endroit des travaux en anthropologie culturelle (David et Kramer 2001). Une autre méthodologie est celle de l’archéologie expérimentale qui s’intéresse à la fabrication et à l’usage des outils (Tringham 1978), méthode similaires à celle de l’ethnoarchéologie. L’expérimentation à partir d’outils fabriqués par le chercheur et les banques de données provenant d’expérimentations contrôlées servent alors d’éléments de comparaison pour interpréter la forme des assemblages archéologiques (Chabot et al. 2014) est au centre de la méthode préconissée. Le développement de l’ethnoarchéologie durant les années 1970 aurait inspiré Binford (1981) lorsqu’il mit de l’avant l’utilisation de théories de niveau intermédiaire pour établir un lien entre ses données archéologiques et les théories de niveau supérieur sur le comportement. Sa décision semble avoir reposé sur les développements de l’approche ethnoarchéologique et ses propres terrains ethnoarchéologiques chez les Nunamiut de l’Alaska (Binford 1978). D’autres orientations théoriques ont vu le jour au cours des années 1960–1970 et ont fait la distinction entre différentes approches matérialistes par rapport à des schémas évolutionnistes antérieurs. Par exemple, Leslie White (1975) adopta une forme de déterminisme technologique très étroit qui reflétait une croyance en la technologie comme source de progrès social. Julian Steward (1955) envisagea un déterminisme écologique moins restrictif alors que Marvin Harris (1968) y voyait un déterminisme économique encore plus large. Pour ces quelques positivistes le rôle que l’archéologie se devait de jouer était d’expliquer la culture matérielle du passé. Quant à l’archéologue Lewis Binford (1987), il soutenait que l’étude des relations entre le comportement humain et la culture matérielle ne devrait pas être le rôle central de l’archéologie puisque selon lui, les données ne contiendraient aucune information directe sur les relations entre le comportement humain et la culture matérielle. Dorénavant, les données archéologiques se devaient d’être comprises par elles-mêmes, sans avoir recours à des analogies ethnographiques. Cette dernière approche voulait clairement établir de la distance entre l’archéologie, l’anthropologie culturelle, l’ethnologie et peut-être les sciences sociales en général ; son mérite était peut-être, justement, d’éviter les réductionnismes et les analogies rapides entre explications anthropologiques et assemblages archéologiques. Dans la même veine, d’autres remises en question sont apparues durant les années 1980 avec les travaux d’Ian Hodder (1982; 1985) sur la validité des certitudes positivistes qui avaient été le fonds théorique et empirique des adeptes de la New Archaeology. Depuis cette réflexion sur l’essence même de l’archéologie, Hodder a reconnu qu’une position critique est fondamentale face à l’objet d’étude; naquit alors le courant théorique post-processuel en archéologie. Dans son cheminement pour découvrir la signification des vestiges qu’elle étudie, l’archéologie post-processuelle s’appuie sur des études détaillées permettant d’adapter des hypothèses générales sur la culture à des données spécifiques en exploitant la diversité des sources; cette direction du courant post-processuel en archéologie porte le nom d’archéologie contextuelle. Comme tout changement de paradigme apporte avec lui son lot de détracteurs, l’archéologie post-processuelle a été immédiatement accusée d’une trop grande subjectivité interprétative voire, de déconstructionisme. Les autres orientations placées sous le label archéologie post-processuelle incluent : le structuralisme, le néo-marxisme, l’archéologie cognitive, la phénoménologie, et d’autres encore Ainsi l’individu, l’agent ou l’acteur et son intentionnalité devrait être au centre des interprétations dans la théorie post-processuelle. Nous pouvons conclure que l’examen de la relation entre l’anthropologie et l’archéologie en Amérique du Nord a permis de constater que, depuis ses débuts, l’archéologie dans cette région du monde a vécu une liaison relativement tumultueuse avec l’anthropologie. Cette condition, souvent problématique, a vu naître, au Canada d’abord, des groupuscules d’archéologues avec des intérêts divergents qui se sont distanciés des paradigmes qui dominaient les départements d’anthropologie pour former des départements d’archéologie ou des programmes d’archéologie autonomes des programmes d’anthropologie. Sur les chemins empruntés ces nouveaux départements sont entrés en relation avec les départements de sciences naturelles, notamment, la géographie, avec laquelle les archéologues ont partagé un ensemble de concepts et de méthodes. Il en a résulté un enseignement de l’archéologie nettement interdisciplinaire et faisant appel à des méthodes quantitatives pour comprendre la culture matérielle dans son environnement naturel et expliquer son milieu culturel à partir de concepts empruntés aussi bien aux sciences humaines qu’aux sciences naturelles.

Cette étude a été consacrée à la recherche des conditions d'élaboration d'une liaison porcelaine/kovar solide et étanche à l'hélium. Après avoir vérifié l'absence de réactivité entre le kovar (Fe 54% - Ni 29% - Co 17%) et laporcelaine, on montre que leur adhésion peut être obtenue si l'alliage est préalablement oxydé. L'oxydation du kovar se produit dès 580°C et répond à une loi cinétique parabolique associée à une énergie d'activation de 125 kJ/mol. Elle forme une couche d'oxydes complexe et poreuse qui réagit avec la porcelaine au voisinage de sa température de cuisson donnant ainsi une liaison céramique-métal. Lors de la réalisation pratique, cette méthode directe a cependant du être abandonnée, car la température requise est élevée (1410°C) et l'écart dilatométrique entre porcelaine et kovar font naître aur refroidissement des contraintes que ne supporte pas le tesson. En revanche, un verre employé comme matériau d'interphase accomode mieux les contraintes mécaniques au cours de l'élaboration de la liaison. La réaction entre le verre et la couche d'oxyde recouvrant le kovar forme de la fayalite (Fe2SiO4) qui se dissout dans le verre, favorisant ainsi le mouillage du kovar et la continuité physico-chimique à l'interface (principalement en ce qui concerne les coefficients de dilatation). Dans une optique industrielle, on peut obtenir par ce procédé des liaisons porcelaine/verre/kovar solides, durables et étanches à l'hélium.

Les matériaux réfractaires constitués d'un granulat de corindon lié par une phase sialon beta présentent des propriétés d'emploi très attractives. Industriellement, ces matériaux sont produits sous forme de briques obtenues par pressage à froid d'un mélange constitué du corindon et d'un liant de composition complexe, puis cuisson à haute température sous atmosphère d'azote. Durant la cuisson, les constituants métalliques du liant, aluminium et silicium, se nitrurent pour former avec les constituants oxydes, alumine et silice, la phase sialon. On réalise ainsi un véritable frittage réactif du corindon. L'objectif de cette étude est de contribuer à l'optimisation du procédé industriel de cuisson en identifiant les mécanismes physico-chimiques qui interviennent durant cette phase de l'élaboration. La bibliographie, abondante sur les sialons, concerne essentiellement des produits purs mais peu de références peuvent être utilisées directement pour interpréter des essais industriels. C'est pourquoi nous avons effectué une étude expérimentale sur un dispositif thermogravimétrique spécialement conçu pour étudier les réactions sur des éprouvettes de grandes dimensions (plusieurs cm3), représentatives de la brique industrielle.

L'application industrielle (non développée pour des raisons de confidentialité) concerne un assemblage céramique/acier. Cette thèse s’inscrit dans un programme Européen et vise à développer un assemblage industriel fiable entre des substrats céramique et acier par le biais d’un adhésif structural. L’assemblage doit assurer une transmission des efforts sur une large gamme de température et malgré un environnement sévère. La méthodologie de travail a consisté à définir l’impact des paramètres des formulations d’adhésifs sur les propriétés initiales et la durabilité des assemblages. L’étude des paramètres que sont les motifs chimiques de la résine époxy, la nature du durcisseur et la présence de charges a permis de sélectionner les formulations à base de DGEBA (diglycidylether du bisphénol A) et Novolaque seules ou mélangées. La détermination de leurs propriétés a mis en évidence des comportements différents en termes de transition vitreuse, de temps de réticulation, de viscosité et d’adhérence. Les systèmes montrent des modifications chimiques irréversibles communes (IRTF) mais des comportements physiques différents (analyse thermomécanique, MEB, flexion, calorimétrie) ainsi que des modes de sorption différents (gravimétrie, TGA) en vieillissement. Les tests d’adhérence (couronne et flexion trois points) développés afin de caractériser la tenue des interfaces montrent une durabilité supérieure des systèmes mixtes en comparaison à la formulation DGEBA. Une étude par CND montre la conservation de l’intégrité de l’assemblage céramique/adhésif/acier en présence de facteurs à risque que sont les contraintes résiduelles, le vieillissement hygrothermique et le choc thermique
The industrial application (under a confidential clause) concerns a ceramic/steel assembly. This PhD research take part in a European programme and is concerned with providing a reliable industrial bonding between ceramic and steel using structural adhesive.This assembly should ensure the total transmission of the efforts on a broad range of temperatures and in a hard life requirements. The methodology consists in the definition of formulations parameters impact on the initial properties and the durability of the assemblies. The study of the parameters which are the macromolecular chain of the epoxy resin, the nature of the hardener and filler addition have lead to the selection of formulations containing DGEBA (diglycidylether of the bisphenol A) and Novolaque alone or melted. The determination of their properties highlights different behaviors in terms of glassy transition temperature, curing process, viscosity and adherence. The characterization of the formulations during hydrothermal ageing shows common non reversible chemical modifications (IRTF) but different physical behaviors (thermomechanical analysis, SEM, flexion, calorimetry) and water sorption modes (Gravimetry, TGA). The adherence tests (crown test and three point flexure test) developed in order to characterize the interfaces behavior show higher durability of the melted systems comparing to the DGEBA formulation. A non destructive test study highlights the conservation ceramic/adhesive /steel assembly’s integrity submitted to harmful conditions as residual stresses, hydrothermal ageing and thermal shock

Notre contribution à l’étude de liaison métal/céramique a porté sur la caractérisation microstructurale de l’interface dans le cadre de couples cuivre/alumine. Au cours d’ une étude préliminaire, nous avons procédé à la caractérisation physico-chimique d’oxydes de type spinelle ou mixte (obtenus par slurry coating) susceptibles de se former à l’interface métal/céramique. Les observations en MET conventionnelle à 200Kv ont permis de réaliser l’étude des dislocations ainsi que celle des macles de croissance présentes dans l’oxyde mixte CuAlO2. Les observations de l’interface proprement dite , élaborée soit par thermo compression, soir par fusion de l’eutectique gaz-métal, ont été réalisées sur les coupes transversales minces. Dans les cas de la liaison obtenue par thermo compression, nous avon étudié l’influence de l’état d’oxydation du cuivre sur la microstructure de l’interface ainsi que l’évolution des produits de réaction en fonction de la durée du traitement. Les observations révèlent la présence de l’interface d ‘une couche d’oxyde mixte CuAlO2 pour des temps de traitement n’excédant pas deux heures ; pour les temps de recuit plus longs, cet oxyde cède le place à une couche d’alumine et de petits nodules d’oxyde de cuivre CuO2 qui présents au voisinage de l’interface. Dans le cas de la liaison obtenue par fusion de l’eutectique gaz-métal, l’oxyde mixte se développe à l’interface au bout de quelques minutes seulement de traitement. L’ensemble de ces résultats nous a permis de mettre en évidence la réactivité du système Cu2O/alumine liée à un processus de diffusion et de discuter l’influence de l’oxygène dans la réversibilité des réactions.

L'objectif de cette étude est de déterminer les mécanismes qui régissent la liaison en définissant une méthodologie d'approche qui consiste à diviser la formation de l'interface en trois étapes: adaptation des surfaces, adhésion des surfaces, évolution des matériaux et contraintes au voisinage de l'interface. Ainsi pour l'adaptation du joint métallique dans les rugosités de la céramique, outre les paramètres classiques qui jouent sur le fluage du joint, le rôle bénéfique du préécrouissage du métal est approfondi. Autre paramètre important analysé : le rapport largeur/épaisseur de métal qui est essentiel pour l'optimisation des conditions de liaison. Pour l'adhésion thermodynamique métal-céramique, l'influence de la pression partielle d'oxygène est approfondie, en particulier pour le couple cuivre-alumine. En outre, le rôle positif des éléments d'addition est mis en évidence au niveau de l'interface par implantation ionique du cuivre, du zirconium et du titane dans l'alumine. Pour finir, l'évolution de la ténacité de la céramique au voisinage de l'interface étudiée par indentation vickers confirme l'importance des contraintes résiduelles et de la diffusion du métal dans la céramique. L'étude a permis de faire un bilan du point de vue fondamental et appliqué sur les différents paramètres à prendre en compte.

La performance mécanique des composites à matrice céramique repose en partie sur le contrôle de la liaison interfaciale et le choix des matériaux. Ces travaux s’intéressent au renforcement de la liaison interfaciale en traitant la surface des fibres SiC de dernière génération : les Hi-Nicalon S. L’objectif est d’établir une accroche chimique et/ou mécanique principalement avec l’interphase BN. Des composites modèles, minicomposites élaborés par voie CVI (Chemical Vapor Infiltration) sont utilisés comme base de travail. La quantification de la force de la liaison interfaciale s’effectue en évaluant l’énergie de liaisons interfaciales Gci issues d’essais de traction, et en calculant la contrainte de cisaillement τ par essais de pushout. Dans un premier temps, les fibres HNS dont les surfaces ont été légèrement modifiées, ont été testées avec l’interphase classique PyC. La liaison interfaciale sur minicomposites reste faible. Différentes traitements chimiques ont été effectués à la surface des fibres dans l’optique de renforcer la liaison interfaciale avec le BN, interphase plus résistance à l’oxydation que le PyC. Au préalable, les conditions d’élaborations de l’interphase BN ont été étudiées
Mechanical properties of ceramic composites can be improved by controlling interfacial bonding and choosing materials. To enhance interfacial bonding, treatment on the last SiC fiber, Hi-Nicalon S surface are proposed in this work. The aim is to allow chemical and/or mechanical bonds mainly with BN interphase. For this, composites models, minicomposites are elaborated by CVI (Chemical Vapor Infiltration). Quantification of the strength of interfacial bonding is based by evaluating interfacial bonding energy Gci with tensile tests, and by calculating interfacial shear stress τ with push-out tests. Firstly, Hi-Nicalon S fibers whose surfaces have been slightly modified have been tested with classic interphase PyC. Interfacial bonding on minicomposites is weak. Different treatments have been performed on surface fibers to enhance interfacial bonding with BN, which have a better resistance oxidation than PyC. Before, elaboration parameters of BN interphase have been studied

On a souvent recours à des assemblages métal-céramique pour des systèmes complexes couplant les propriétés, souvent opposées, des alliages métalliques et des céramiques. Les besoins industriels pour de hautes températures d’utilisation, en milieu corrosifs, restent toujours difficiles à satisfaire de façon fiable. Deux céramiques techniques industrielles ont été retenues pour cette étude : le carbure de silicium SiC et l’alumine Al2O3. Elles ont été assemblées à un superalliage de Nickel réfractaire (HAYNES™214®), selon le procédé de thermo-compression sous vide, par l’intermédiaire d’un joint métallique de faible épaisseur. La forte réactivité du SiC avec le nickel a conduit à rechercher une barrière de diffusion entre l’alliage et la céramique. Un joint d’argent ne formant aucun siliciure a permis d’éviter cette réactivité et a conduit ainsi à des tenues mécaniques en cisaillement significatives (45 MPa). Pour l’alumine (Al2O3), nous nous sommes orientés vers l’utilisation de joints de nickel, peu réactif avec cet oxyde. Cependant la différence de coefficient de dilatation thermique entre la céramique (Al2O3) et les métaux (Ni et HAYNES™214®) conduit à de fortes concentrations de contraintes résiduelles à l’interface. Une simulation par éléments finis, en utilisant le code ABAQUS, a permis de localiser le champ de contraintes résiduelles dans ce type d’assemblage. Une comparaison entre un calcul élasto-plastique et un calcul élasto-visco-plastique a été réalisée. La distribution des contraintes est sensible à l’épaisseur du joint de nickel ainsi qu’aux dimensions et formes respectives de l’alliage et de la céramique. Il a ainsi été montré que le calcul asto-visco-plastique est indispensable pour caractériser la liaison Al2O3/Ni/HAYNES™214®, contrairement à des liaisons Al2O3/Ni/Al2O3 étudiées plus classiquement. De plus, les contraintes de tension dans la céramique sont beaucoup plus importantes pour l’assemblage alumine/alliage métallique que pour l’assemblage alumine/alumine. Ceci est retrouvé expérimentalement par les résultats de caractérisation mécanique (cisaillement, délamination) de ces deux types d’assemblage et par des mesures expérimentales de contraintes résiduelles par indentation et par diffraction des rayons X. La fragilisation de l’alumine près de l’interface est un phénomène connu dû essentiellement à la diffusion du métal de liaison et au frottement entre le joint métallique et l’alumine. Une corrélation entre la ténacité, l’intensité des contraintes résiduelles et le piégeage de charges électriques a été montrée. Enfin, l’étude de joints multicouches Cu-Ni-Cu a permis d’accommoder les contraintes et d’améliorer la résistance de l’assemblage Alumine/HAYNES™214®. De plus, la préoxydation des joints de cuivre côté alumine, reproduisant ainsi la méthode de l’eutectique, ouvre une voie quant à une utilisation des assemblages pour de hautes températures (> 1200 °C) et l’industrialisation du procédé pour de grandes séries.

Cette étude a pour objet la caractérisation microstructurale et mécanique de liaisons céramique/métal réalisées par brasage actif. Les céramiques Al₂O₃, ZrO₂ et Si₃N₄ ont ainsi été assemblées à l'alliage TA6V (Ti-6Al-4V)à l'aide d'une brasure de composition Cu-40Ag-5Ti. La réactivité des matériaux utilisés et la nature des phases formées dans l'interface de liaison ont été étudiées et caractérisées au moyen de plusieurs techniques d'observation (microscopie optique et MEB) et d'analyse (diffraction des RX, microsonde électronique et MET). Les assemblages Al₂O₃/TA6V et ZrO₂/TA6V ont fait l'objet d'une étude approfondie qui a mis en évidence une microstructure interfaciale complexe. Une phase de composition Cu₂ (Ti, Al)40 a été mise en évidence à l'interface céramique/brasure. Cette première zone est suivie à mesure que l'on s'éloigne de la céramique des phases Ti (Cu, Al)₄, Ti₃CU₄, TiCu, Ti₂Cu et (Ti, Al)₃Cu formées par réaction entre l'alliage de brasure et TA6V. D'autre part, les caractéristiques mécaniques des liaisons ont été évaluées par des essais de traction. Des résultats très différents sont r obtenus pour les divers systèmes céramique/métal avec en particulier pour les liaisons ZrO₂/TA6V des charges à la rupture suffisamment élevées pour permettre d'envisager l'application industrielle de la technique de liaison mise au point.

On a souvent recours à des assemblages métal-céramique pour des systèmes complexes couplant les propriétés, souvent opposées, des alliages métalliques et des céramiques. Les besoins industriels pour de hautes températures d'utilisation, en milieu corrosifs, restent toujours difficiles à satisfaire de façon fiable. Deux céramiques techniques industrielles ont été retenues pour cette étude : le carbure de silicium SiC et l'alumine Al2O3. Elles ont été assemblées à un superalliage de Nickel réfractaire (HAYNES™214®), selon le procédé de thermo-compression sous vide, par l'intermédiaire d'un joint métallique de faible épaisseur. La forte réactivité du SiC avec le nickel a conduit à rechercher une barrière de diffusion entre l'alliage et la céramique. Un joint d'argent ne formant aucun siliciure a permis d'éviter cette réactivité et a conduit ainsi à des tenues mécaniques en cisaillement significatives (45 MPa). Pour l'alumine (Al2O3), nous nous sommes orientés vers l'utilisation de joints de nickel, peu réactif avec cet oxyde. Cependant la différence de coefficient de dilatation thermique entre la céramique (Al2O3) et les métaux (Ni et HAYNES™214®) conduit à de fortes concentrations de contraintes résiduelles à l'interface. Une simulation par éléments finis, en utilisant le code ABAQUS, a permis de localiser le champ de contraintes résiduelles dans ce type d'assemblage. Une comparaison entre un calcul élasto-plastique et un calcul élasto-visco-plastique a été réalisée. La distribution des contraintes est sensible à l'épaisseur du joint de nickel ainsi qu'aux dimensions et formes respectives de l'alliage et de la céramique. Il a ainsi été montré que le calcul élasto-visco-plastique est indispensable pour caractériser la liaison Al2O3/Ni/HAYNES™214®, contrairement à des liaisons Al2O3/Ni/Al2O3 étudiées plus classiquement. De plus, les contraintes de tension dans la céramique sont beaucoup plus importantes pour l'assemblage alumine/alliage métallique que pour l'assemblage alumine/alumine. Ceci est retrouvé expérimentalement par les résultats de caractérisation mécanique (cisaillement, délamination) de ces deux types d'assemblage et par des mesures expérimentales de contraintes résiduelles par indentation et par diffraction des rayons X. La fragilisation de l'alumine près de l'interface est un phénomène connu dû essentiellement à la diffusion du métal de liaison et au frottement entre le joint métallique et l'alumine. Une corrélation entre la ténacité, l'intensité des contraintes résiduelles et le piégeage de charges électriques a été montrée. Enfin, l'étude de joints multicouches Cu-Ni-Cu a permis d'accommoder les contraintes et d'améliorer la résistance de l'assemblage Alumine/HAYNES™214®. De plus, la préoxydation des joints de cuivre côté alumine, reproduisant ainsi la méthode de l'eutectique, ouvre une voie quant à une utilisation des assemblages pour de hautes températures (> 1200 °C) et l'industrialisation du procédé pour de grandes séries.