Optimisation de la mesure de champ de déformation à haute température et caractérisation thermomécanique de matériaux réfractaires d’alumine spinelle

Discipline

Matériaux Céramiques et Traitements de Surface

Classification

Physique,

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

Réfractaires d'alumine spinelle, Comportement thermomécanique, Microfissuration, Mouchetis, Chocs thermiques

Mots-clés

Matériaux réfractaires,

Alumine - Propriétés thermomécaniques,

Corrélation d'images numériques

Les réfractaires d'alumine spinelle sont connus pour leurs bonnes performances en tant que revêtement de poche d'acier. Une première partie de l’étude s’est focalisée sur le comportement thermomécanique de briques industrielles d'alumine spinelle et a permis de mettre en évidence le développement de microfissures (au cours du refroidissant en dessous de 650 °C), une transition ductile fragile (aux environs de 1100 °C) et des changements de teneurs en spinelle et de stoechiométrie étroitement liés au traitement thermique appliqué. Une deuxième partie de l’étude concerne des bétons modèles d'alumine spinelle, et a permis de révéler l’impact de différents types d’agrégats, de différents types d'alumines réactives et de différents ciments. En sus des investigations portant sur les propriétés thermomécaniques des matériaux, une partie importante de cette thèse a également été consacrée à l'amélioration de deux techniques expérimentales. La première concerne des mesures de champs de déformations par corrélation d'images numériques (DIC) lors d’essais mécaniques à haute température (1200 °C). Afin d’optimiser la précision de mesures dans ces conditions expérimentales difficiles, une optimisation a spécifiquement porté sur des mouchetis résistant à haute température et sur l’application de prétraitements d'images avant les mesures DIC proprement dites. La deuxième concerne un nouveau banc de choc thermique (dispositif ATHORNA) qui est en cours de développement. Les résultats expérimentaux, obtenus sur ce banc par des méthodes optiques, ont pour la première fois pu être comparés aux résultats de modélisés par éléments finis. En outre, une étude comparant les résultats des tests d'ATHORNA et des essais de wedge splitting, réalisée sur des matériaux modèles de spinelle de magnésie, a permis de démontrer qu'ATHORNA pouvait également être utilisé pour comparer la résistance aux chocs thermiques de réfractaires.