Influence de l'hydrodynamique d'un plasma sur les échanges d'énergie entre un laser Co2 impusionel et un échantillon numérique : etude numérique de la propagation du front de fusion dans le matériau

par Christophe Dumas

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Michel Autric.


  • Résumé

    Dans ce memoire, nous presentons une etude experimentale et theorique de l'hydrodynamique d'expansion du plasma, ainsi qu'une modelisation numerique par elements finis du transfert de chaleur dans le materiau irradie. Pour cela, nous avons utilise un laser a co#2 impulsionnel pour irradier differents metaux (alliages d'aluminium au4g et de titan ta6v ainsi que des aciers 304l et 35ncd16) ayant plusieurs etats de surfaces avec une intensite moyenne de 3 mw/cm#2. L'interaction se deroulant dans une ambiance gazeuse variable (helium, azote, argon) a la pression atmospherique. Une etude de la dynamique de l'expansion du plasma, basee sur une technique de visualisation selon le principe de l'interferometre de mach-zehnder, nous a permis de determiner l'influence des conditions d'irradiation sur les differents regimes hydrodynamiques observes. D'autre part, la mesure de l'energie absorbee par l'echantillon a mis en evidence une correlation entre le coefficient de couplage thermique et la nature de l'onde d'absorption. Une seconde etude, reposant sur le principe de la photometrie, nous a permis de mettre en evidence les proprietes absorbantes du plasma. Ces resultats sont en bon accord avec ceux deduits de l'etude hydrodynamique. Enfin une modelisation numerique nous permet de determiner le champ de temperature dans le materiau irradie, mais aussi la propagation du front de fusion dans la masse metallique. Cette modelisation prend en compte le changement de phase solide-liquide selon la methode de la capacite calorifique equivalente

  • Titre traduit

    Plasma expansion effect on the heat transfer between a CO2 laser pulsed and a metalic sample : numerical study of the melting front propagation in the material


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Informations

  • Détails : 190 f.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr.f. 159-166

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  • Bibliothèque : Université Aix-Marseille (Marseille. Luminy). Service commun de la documentation. Bibliothèque de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 23707
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