Modelisation des processus de l'electrodeposition continue (approche couplee hydrodynamique et electrochimique)

par JACQUES JOSSERAND

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de B. NGUYEN.

Soutenue en 1994

à l'INP GRENOBLE .

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  • Résumé

    Les processus de depot electrolytique par voie humide sont utilises dans un grand nombre de secteurs industriels dans un but de protection contre la corrosion mais aussi d'amelioration du contact electrique ou de l'esthetique. Lorsque le revetement est realise en continu sur un substrat en mouvement, son homogeneite peut dependre fortement de l'hydrodynamique du bain electrolytique. Le travail presente concerne l'analyse des causes de non-uniformite du depot, liees a une distribution non homogene du courant electrique sur la cathode. Une description des phenomenes rappelle comment l'homogeneite du depot peut etre affectee soit par les chutes ohmiques du potentiel electrique dans le bain, soit par le renouvellement hydrodynamique des especes electroactives consommees a la cathode. Ces effets sont d'autant plus marques que la cinetique de la reaction electrochimique est rapide. Selon la vitesse relative de chacun de ces phenomenes, il apparait trois cas typiques de modelisation. Pour chacun de ces cas, des formulations numeriques adaptees ont ete generees sur le logiciel commercial de type elements finis flux-expert et validees. Les calculs permettent de retrouver les tendances observees lors du depot d'or sur connecteurs. L'influence de l'hydrodynamique parietale a ete prise en compte dans les cas laminaires et turbulents par determination d'une diffusivite apparente locale. Pour etendre cette approche a l'hydrodynamique complexe des cellules industrielles, une installation experimentale a ete realisee. Base sur la technique electrodiffusionnelle et l'insertion de microelectrodes a la surface d'une cathode mobile, ce dispositif permet de determiner, selon sa configuration, l'hydrodynamique parietale ou les transferts de masse a grand nombre de schmidt. Dans le travail ici presente, cette methode experimentale a ete validee dans sa premiere configuration


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