Etude de l'interaction laser-matière dans le cas d'impulsion de courte durée : application à la transformation structurale d’un alliage fer-nickel

par Dominique Grevey

Thèse de doctorat en Génie des matériaux – Microstructure et comportement mécanique et macroscopique des matériaux

Sous la direction de André Bernard Vannes.

Soutenue en 1988

à Lyon, INSA , en partenariat avec GEMPPM - Groupe d’Etudes de Métallurgie Physique et de Physique des Matériaux (Lyon, INSA) (laboratoire) .

mots clés

• Lasers
• Plasmas (gaz ionisés)
• Alliages fer-nickel

Résumé

A l'aide d'iMpulsion laser (à 1,06 μm ou 0,53 Vm) avec des temps d'interaction inférieurs à la microseconde (dans notre cas, entre 1 ns et quelques centaines de ns) il est possible d'engendrer au sein d'une cible métallique une onde de choc produite par la création du plasma à la surface de la cible, Nous nous sommes, au cours de notre étude, attachés à développer la compréhension de deux aspects : -d'une part celle de la création du plasma et son évolution. A partir d'une étude en cinématographie rapide et de l'analyse du comportement d'un pendule balistique soumis à une irradiation, nous avons pu développer et vérifier un modèle permettant d’apprécier la vitesse d'éjection de la Matière et la pression induite, et vérifier que le développement du plasma était du même type que celui observé lors d'une explosion nucléaire, - d'autre part celle des effets induits dans les cibles métalliques par le train d'onde : écrouissage sur diverses cibles (aluminium, acier bas carbone,. . . ) écrouissage et transformation martensitique dans un alliage fer-nickel, Dans ce dernier cas, nous mettons en évidence: la création de micro maclages et de maclages au voisinage de l'impact qui conduisent notamment A l'apparition de contraintes résiduelles de traction en surface et, en profondeur, à une évolution A tendance sinusoïdale du champ de contraintes résiduelles, -au voisinage de la face opposée A l'impact, l'apparition d'une transformation martensitique en bandes liée A une onde de détente produite par réflexion sur cette face.

Titre traduit

= Study of laser-material interaction in a case of a short pulse: application to structural transformation in an iron-nickel alloy

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