Simulation numerique de craterisation d'une cible sous l'effet d'un faisceau laser : analyse des effets radiatifs dans la cavite

par Philippe Barillot

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Jean-Joseph Bernard.

Soutenue en 1990

à Paris 6 .

mots clés

Résumé

Dans le cadre des etudes d'interaction laser-matiere, il etait important d'apporter une meilleure comprehension du processus de percage, en tenant compte des reflexions multiples du rayonnement dans la cavite. En effet, une cavite suffisamment profonde peut se comporter comme un piege a rayonnement et modifier fortement le processus de percage. Le faisceau est suppose immobile par rapport au materiau et le probleme de sublimation pure est traite numeriquement dans le cas de la symetrie de revolution. Dans un premier temps, la paroi de la cavite est supposee absorber totalement le rayonnement, afin d'operer aux verifications elementaires du code. L'equation de la chaleur discretisee par un schema aux differences finies a trois pas de temps (schema de lees), traite les non-linearites (conductivite, chaleur massique, pertes radiatives. . . ). Le maillage solidaire de l'interface se deforme au cours du temps. La transformation de landau permet de resoudre le probleme dans un domaine rectangulaire indeformable. Une methode iterative tres performante est utilisee pour une resolution rapide du systeme matriciel creux. Les reflexions multiples du faisceau laser incident et de l'emission propre de la paroi sont ensuite considerees. Le modele numerique de reflexion a ete developpe a partir d'une cavite indeformable, puis integre dans le modele instationnaire de sublimation. Il prend en compte les trois types de reflexion du rayonnement sur les parois: speculaire, diffus et mixte. Les deux derniers sont traites par la methode des radiosites, alors que le cas speculaire est traite par une methode originale, plus performante que les methodes classiques. Le cas etudie est celui du percage d'un materiau de type graphite eclaire par un flux laser gaussien. La confrontation des resultats pour les trois types de reflexion montre une deformation plus rapide de l'interface dans le cas speculaire pur. L'aug

Titre traduit

Numerical simulation of crater formation heating by laser beam. Analysis of radiation exchanges in the cavity

Pas de résumé disponible.