Abdelmagid EL BAKALI, par jfages

Soutenance de thèse d'Abdelmagid EL BAKALI
Institut Clément Ader-Albi UMR CNRS 5312

sur Contribution à l’étude des échanges thermiques aux interfaces pour les procédés de formage à chaud : développement de moyens de mesure de l’émissivité et de la résistance thermique de contact (RTC) à haute température

Energétique et transferts

Mercredi 27 mai 2020 à 10h00

Composition du jury

• M. Yannick LE MAOULT : IMT Mines Albi - Directeur de thèse
• M. Philippe LE MASSON : Université Bretagne SUD - Rapporteur
• M. Gilles PARENT : Université de Lorraine – CNRS UMR 7563 - Rapporteur
• M. Thomas POTTIER : IMT Mines Albi - Co-directeur de thèse
• Mme Leire DEL CAMPO : Université d'Orléans - Polytech Orléans - Examinateur
• M. Franck TOUSSAINT : Université Savoie Mont Blanc - Examinateur
• M. Rémi GILBLAS : IMT Mines Albi - Examinateur

Mots-clés

Emissivité, Résistance thermique de contact, formage superplastique, spectrométrie IR, TA6V, Thermographie IR

Résumé

Les travaux présentés ici concernent les échanges de chaleur entre une tôle métallique et un moule en béton réfractaire ou en acier inoxydable sont abordés pour des températures comprises entre 600 et 1000°C, voire plus. Ces échanges sont décomposés en deux étapes : une phase d’approche sans contact dite radiative qui nécessite la détermination des propriétés radiatives des solides en présence puis une phase avec contact : détermination d’une Résistance Thermique de Contact (ou « RTC ») à haute température. Pour décrire ces deux étapes, deux nouveaux moyens expérimentaux ont été étudiés et développés : a) Un banc de mesure directe de l’émissivité à chaud a été développé afin d’étudier la phase sans contact. Une enceinte elliptique utilisant le principe d’un four à images a permis d’obtenir des températures élevées (jusqu’à 1250°C) ainsi que des vitesses de chauffe élevées (>11°C/s) sur les échantillons à caractériser. Une instrumentation permettant de réaliser des mesures d’émissivité spectrale et totale a également été développée. La méthodologie de mesure a été validée en choisissant le platine comme matériau de référence, de par sa bonne stabilité chimique, la faible dépendance de ses propriétés avec la température et des propriétés bien documentées. L’émissivité du TA6V et de l’Inconel 625 en fonction de la température ([600 ; 1000]°C) et du temps de chauffage (jusqu’à 5 heures) a ensuite été étudiée. b) Le développement d’un banc de mesure de la RTC à haute température a permis quant à lui d’étudier la phase avec contact. Ce moyen a pour objectif de mesurer la RTC entre des couples de matériaux métal/métal (TA6V ou Inconel 625 /Inox 310) ou métal/céramique (TA6V ou Inconel 625 /Béton réfractaire) pour des pressions allant jusqu’à 4MPa. L’approche adoptée a été de disposer une pastille métallique représentant la tôle (TA6V ou Inconel 625) entre deux barreaux représentant l’outil (Inox 310 ou béton réfractaire), eux-mêmes, amarrés à une machine de traction. Le chauffage a été réalisé en introduisant le barreau supérieur dans un four résistif porté à 1000°C maximum. L’instrumentation du barreau inférieur a permis de déterminer le flux de chaleur conductif traversant ainsi que sa température de surface, ce qui a permis de mesurer la RTC sur une gamme thermique comprise entre 450 et 800°C et une gamme de pression de contact comprise entre 0,1 et 4MPa. Les résultats obtenus à l’aide de ces deux bancs peuvent être intégrés dans des simulations numériques de formage, pour calculer des recettes de lampes. Ces valeurs ont conduit au formage réussi de de 4 tôles successives en TA6V avec de bonnes conformités géométriques et microstructurales.