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Résumé :
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La projection thermique est une méthode de traitement de surface, et elle est généralement utilisée pour protéger les surfaces contre l'usure, la corrosion et les hautes températures, en utilisant des revêtements épais (environ 20 µm à quelques mm). Les matériaux de revêtement disponibles pour la projection thermique comprennent les métaux, alliages, céramiques, plastiques et composites. Le matériau est introduit sous forme de poudre ou de fil, et il est projeté à une grande vitesse et chauffé à l'état fondu ou semi-fondu sur un substrat solide sous la forme dune particule de taille micrométrique. La qualité du revêtement est habituellement évaluée par la mesure de sa porosité, la teneur en oxyde, la macro et la micro-dureté, ladhérence, et la rugosité. Limpact et la déformation des gouttelettes injectées sur un substrat rigide sont très complexes, et qui peuvent être caractérisés par une grande déformation tridimensionnelle (3D). Les expériences ont montrées que la microstructure des revêtements dépend de plusieurs paramètres, tels que la forme et la taille des gouttelettes, la vitesse, la température et les propriétés du substrat au point d'impact. Des travaux expérimentaux ont été consacrés à l'étude d'une seule particule pour la meilleure compréhension des différents mécanismes qui régissent ce phénomène. La simulation numérique est une autre façon d'étudier les phénomènes importants et complexes lors de l'impact des gouttelettes dans la projection thermique. La méthode ALE avec la méthode des éléments finis, ont été utilisées avec succès pour modéliser limpact des gouttelettes. Généralement, ces modèles numériques utilisent la méthode des volumes fluides (VOF). Les méthodes numériques ont montrés que la taille, la vitesse, et la température de la gouttelette et le matériau du substrat avec sa température jouent un rôle important dans la morphologie de l'impact et la vitesse de solidification. Par exemple, Abdellah El-Hadj et al [1] ont fait une série des calculs numériques pour étudier l'effet de la température des gaz environnants sur la formation de splat. L. Benramoul et al. [2] ont utilisé un modèle Elasto-plastique pour simuler le comportement dune particule daluminium durant la projection thermique (figure 1). Fig. 1. Simulation de l'impact d'une gouttelette daluminium dun diamètre de 3,92 mm sur un substrat en acier lisse à 200 ° C à la vitesse d'impact de 3 m/s [2] Le but de ce travail est daméliorer le modèle [2] afin de bien comprendre le comportement complexe de la formation du splat pendant la projection thermique. Plus précisément, le travail est basé sur lutilisation dun modèle multiphysique pour simuler l'impact et la propagation d'une particule d'aluminium en prenant en considération le transfert de chaleur. Dans ce but, la méthode des éléments finis avec le logiciel ANSYS pour simuler ce problème.
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