Etude optique, mecanique et thermique simultanee et sous pression d'ecrasement, de la resistance thermique et des microdeformations - densite et aire des points de contact - d'une interface aluminium-saphir. Comparaison avec un modele predictif

par ADIL ASSEFRAOUI

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Florin Danes.

Soutenue en 1999

à Nantes .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    On a mis au point une methodologie experimentale permettant de realiser simultanement les mesures thermiques de la resistance thermique de contact - rtc - sous charge et les mesures de la microgeometrie du contact et de ses deformations. Cette etude est realisee sur des echantillons en duralumin (au4g) et en aluminium (a5) dont les surfaces sont formees de pyramides regulieres. Les surfaces ont ete soumises a des deformations normales, par mise en contact avec un saphir, qui presente une surface dure, lisse et transparente. On a realise, dans la premiere serie d'experiences qui etudient la geometrie et ses deformations, des mesures profilometriques 2d et 3d sur differents pics isoles et sur un ensemble d'asperites. On constate lors de la deformation : que le volume se conserve, que les formes en creux restent peu modifiees, que les sommets des pics se sont aplatis, que les flancs se sont raidis, qu'un durcissement des sommets des pics pour les hautes pressions s'est produit et que les parametres de rugosites (r a, r q) se sont peu modifies. Puis on a releve, a travers le saphir et sous charge (deformation plastique et elastique a la fois), la densite et l'aire des points de contact. Cette aire est proportionnelle a la charge, le coefficient de proportionnalite est l'inverse de la durete du materiau le plus mou. Par la suite, on a introduit le nombre et la taille des points de contact dans un modele geometrique et mecanique qui predit la resistance thermique de contact. En parallele, on a mesure en regime transitoire et sous charge les temperatures ainsi que la densite de flux de chaleur qui traverse l'interface des deux solides plans accoles et on a alors deduit une rtc experimentale. Celle-ci concorde bien avec celle deduite du modele geometrique et mecanique de contact. On conclut sur la possibilite de predire la rtc d'un contact presse, sans effectuer des mesures thermiques, par un simple calcul se basant sur la connaissance de l'etat initial de surface d'une part et des sollicitations mecaniques d'autre part. La methode proposee necessite des modifications pour etre adaptee a des surfaces techniques realistes, a geometrie aleatoire.


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  • Détails : 235 p.
  • Annexes : 92 ref.

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  • Bibliothèque : Ecole centrale de Nantes. Médiathèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.1787 bis
  • Bibliothèque : Ecole centrale de Nantes. Médiathèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.1787
  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 99 NANT 2047
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