Modèle de dépôt pour la simulation , la conception et la réalisation de revêtements élaborés par projection thermiquePplication au cas de l'alumine-rutile (Al2O3-13%TiO2) projetée à la torche atmosphérique à plasma d'arc

par Florin-Iuliu Trifa

Thèse de doctorat en Sciences pour l'ingénieur

Sous la direction de Christian Coddet.


  • Résumé

    Cette étude a pour objectif d'élaborer un modèle de dépôt par projection thermique interfacé avec une simulation robotique pour aider à la conception, à la simulation et à la réalisation des recouvrements de structures. Le cas étudié est celui de la poudre d'alumine - rutile (Al2O3 - 13 % masse TiO2) projetée à la torche à plasma d'arc soufflé atmosphérique (APS). Dans un premier temps, une étude expérimentale a été conduite pour quantifier l'influence de paramètres opératoires influant sur la géométrie et certaines propriétés des dépôts. Les paramètres étudiés ont considéré le nombre de passes, la vitesse relative torche - substrat, l'angle de projection, la distance de projection, le pas de balayage, la direction d'injection de la poudre et le débit massique de poudre. Des dispositifs précis et des protocoles expérimentaux fiabilisés ont été utilisés pour assurer la qualité et la reproductibilité des résultats analysés le plus souvent sous l'angle statistique. Toutes les fonctions mathématiques reliant les paramètres opératoires considérés avec la géométrie et les propriétés étudiées ont été groupées au sein du modèle mathématique de dépôt. Toutes les connaissances acquises ont ainsi été capitalisées au sein d'un logiciel, système expert, qui aide au choix des paramètres opératoires pour la conception des dépôts. Le modèle de dépôt a ensuite été interfacé avec une simulation robotique de la trajectoire de la torche. On obtient alors une simulation de l'opération de dépôt selon une trajectoire optimisée. La méthodologie développée est simplement applicable à d'autres natures de dépôt et à d'autres procédés de projection.

  • Titre traduit

    Contribution to the command and energy management of a hybrid system battery-ultracapacitors : transportation applications


  • Résumé

    This study aims at building a deposit model for thermal spraying which is next interfaced with robotic simulation to help to design, simulate and produce coatings. The case studied was that of the alumina - titania powder (Al2O3 - 13 % wt. TiO2) processed by Air Plasma Spraying (APS). Firstly, an experimental study was carried-out to quantify the influence of the processing parameters on the deposit geometry and some of its properties. The following parameters were studied: the number of passes, the relative speed torch - substrate, the spray angle, the spray distance, scanning step, the powder injection direction and the powder flow rate. Precise devices and reliable experimental protocols were implemented to assure the quality and reproducibility of the results which were analyzed mostly from a statistical point of view. All the functions correlating the processing parameters with deposit geometry and some properties were next gathered in a mathematical deposit model. Then, an expert system (computer application) was built to help in the selection of the processing parameters and design of coatings. The deposit model was subsequently interfaced with robotic simulation of the torch trajectory. Finally, the deposition process is simulated along the optimized trajectory. Of course, at this time, this system deals only with the case of alumina - titania coatings produced by APS, but the same methodology can also be easily used for other deposit natures and other spray techniques.

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Informations

  • Détails : 180 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Réf. Bibliogr. en fin de chap.

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  • Bibliothèque : Bibliothèque universitaire Lucien Febvre (Belfort).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Sc.2004.8.B
  • Bibliothèque : Université de technologie de Belfort-Montbéliard. Bibliothèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : THESE 04 TRI
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