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Développement d’une nouvelle technique d’élaboration de mousses d’acier par fonderie et caractérisation mécanique

type de publication      thèse de doctorat
date de publication 10-12-2008
auteur(s) Dairon Jonathan
jury Degallaix G.; Bienveu Y.; Guillot J.B.; Ablitzer D.; Remy A.; Guiny M;. Tissier J.C.; Balloy D
école Ecole Centrale de Lille
  
résumé Les mousses métalliques sont des matériaux dont l’emploi est particulièrement intéressant pour fabriquer des absorbeurs d’énergie et des panneaux rigides de faible masse travaillant en flexion. Jusque là, pour répondre à ces besoins, l’aluminium a principalement été employé : sa masse volumique réduite et ses performances mécaniques assez élevées ont fait de lui le candidat idéal pour créer des structures rigides et légères pouvant absorber de grandes quantités d’énergie.
Cette thèse étudie la possibilité d’employer de l’acier pour réaliser des mousses métalliques. Son objectif a été de tirer parti du faible coût matière et/ou des performances mécaniques très élevées de ce métal pour fabriquer des mousses pouvant rivaliser avec les mousses d’aluminium, en termes de performances dans le domaine des applications structurales (absorption d’énergie, travail en flexion).
Pour fabriquer des mousses d’acier, deux types de techniques ont été testés dans le cadre de cette thèse : le moussage d’un métal liquide et l’infiltration d’une préforme. Le premier consiste à former une mousse liquide qui est ensuite solidifiée. Pour cela, nous nous sommes attachés à introduire du gaz dans l’acier et à créer les conditions pour que la mousse formée soit stable. Le second consiste à couler le métal dans un réseau de porosités ayant la forme d’une mousse. A cette occasion, nous avons mis au point une nouvelle technique de fabrication de préforme. Nous avons également étudié les paramètres conditionnant les possibilités de ce procédé en termes de taille de pièce.
Finalement, les performances des mousses d’acier réalisées au moyen de la technique d’infiltration ont été évaluées, via des essais de compression uniaxiale, dans le but de les comparer à celles des mousses d’aluminium. Une première modélisation numérique de la mousse d’acier a aussi été effectuée, pour en apprécier la pertinence à prévoir le comportement de ce matériau.
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