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Formation de micro-jets depuis des défauts de surface dans des échantillons métalliques soumis à des chocs laser
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Roland, Caroline |
| Copyright Year | 2017 |
| Abstract | Lorsqu’un materiau solide est soumis a un chargement dynamique (par l’impact d’un projectile, la detonation d’un explosif ou l’irradiation par un laser intense), il se forme une onde de choc, qui se propage dans le materiau depuis la surface chargee. Si cette onde debouche sur une surface libre comportant des defauts geometriques tels que des rugosites, des rayures ou des cavites, son interaction avec ces defauts conduit a l’ejection, sous forme de jets de matiere, de debris dont la taille caracteristique est de l’ordre du micrometre et dont la vitesse est typiquement de quelques km/s. La maitrise de ce processus, appele microjetting ou micro-ejection, est essentielle pour de nombreuses applications (conception de blindage, decoupe pyrotechnique, usinage a tres haute vitesse, experiences de Fusion par Confinement Inertiel…). Dans le cadre de cette these, menee en collaboration avec le centre CEA de Bruyeres-le-Châtel, ce phenomene est etudie dans quatre metaux (Aluminium, Etain, Cuivre et Plomb) a partir de rainures calibrees de deux types : triangulaires isolees de demi-angles d’ouverture controles (20°, 30° et 45°) ou sinusoidales periodiques. Les influences du materiau, de la forme et de l’ouverture des defauts, de la pression de choc et de l’etat du milieu (solide ou fondu sous choc ou en detente) sur les proprietes balistiques des ejectas (vitesses de jet, distribution en taille et densite surfacique des debris constituant les jets) sont evaluees via trois approches complementaires : experimentale, theorique et numerique.L’etude experimentale comporte plusieurs campagnes de chocs laser, effectuees sur l’installation LULI2000 du Laboratoire pour l’Utilisation des Lasers Intenses (Ecole Polytechnique, Palaiseau), avec plusieurs techniques de diagnostic : Ombroscopie Transverse, Velocimetrie Heterodyne, radiographie X rapide in-situ, recuperation d’ejectas dans des gels (analyses ensuite en microtomographie). Les resultats sont confrontes a des predictions theoriques (hydrodynamique des chocs obliques et des charges creuses pour les rainures triangulaires, instabilites de Richtmyer-Meshkov pour les rainures sinusoidales). Enfin, les simulations numeriques realisees avec le code Radioss utilisent deux approches complementaires : les Elements Finis Lagrangiens et la formulation SPH (Smoothed Particles Hydrodynamics), encore tres peu appliquee au microjetting, plus empirique que la premiere mais mieux adaptee aux grandes deformations dans les jets et permettant d’acceder a des distributions de tailles de fragments |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01696243/document |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
