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Esteban, Julien. Développement par procédé sol-gel de revêtements anti-corrosion d'alliages d'aluminium à usage aéronautique : de l'effet barrière à l'auto-cicatrisation

Esteban, Julien (2011). Développement par procédé sol-gel de revêtements anti-corrosion d'alliages d'aluminium à usage aéronautique : de l'effet barrière à l'auto-cicatrisation.

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Résumé en francais

Ce travail de recherche consiste à proposer un procédé alternatif à l'Oxydation Anodique Chromique (OAC) colmatée aux bichromates, considérée comme présentant la protection contre la corrosion la plus performante pour alliages d'aluminium. La voie sol-gel a été envisagée, et les dépôts ont été élaborés par trempage-retrait, ou dip-coating. Dans la première partie, les travaux ont porté sur la formulation d'un sol exempt de composés présentant le risque d'être classés CMR, et sur l'optimisation de la préparation de surface du substrat en alliage d'aluminium et du procédé de dépôt. Ce premier axe d'étude a permis d'élaborer des revêtements d'une épaisseur maîtrisée, homogènes, adhérents, et présentant une protection barrière significative. Néanmoins, le pouvoir auto-cicatrisant de tels dépôts est insuffisant. Dans un deuxième temps, l'introduction de cérium, en tant qu'inhibiteur de corrosion, a donc été étudiée afin d'améliorer la durabilité des revêtements et notamment ajouter un pouvoir auto-cicatrisant à une protection purement "barrière". Les résultats d'analyses électrochimiques ont permis de montrer que la présence de cérium au sein des dépôts hybride permettait d'apporter une protection active en cas de blessure du système de protection. Par ailleurs, il a été montré que l'introduction de cérium en concentrations trop importantes pouvait provoquer la dégradation de la protection barrière que présente initialement le revêtement hybride. La relation entre protection barrière et propriétés mécaniques a d'ailleurs pu être établie. En outre, des analyses de concentrations par profilométrie XPS ont permis de mettre en évidence une zone naturellement enrichie en cérium à l'interface entre le substrat en alliage d'aluminium et le revêtement hybride, qui a pu être reliée à une forte affinité chimique entre le cérium et l'aluminium, entrainant la formation de liaisons Al-O-Ce durant le procédé de dip-coating. Enfin, la dernière partie de l'étude est consacrée à l'élaboration et à la caractérisation d'un système de protection architecturé composé de deux couches : une couche volontairement enrichie en cérium à l'interface avec le substrat et un revêtement hybride présentant un effet barrière optimal. L'association d'un dépôt sol-gel hybride à une couche de conversion riche en inhibiteur de corrosion a permis d'élaborer un système de protection bi-couche présentant d'excellentes propriétés anti-corrosion, comparables à celles que présente l'OAC colmatée au Cr(VI).

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Ansart, Florence
Bonino, Jean-Pierre
Ecole doctorale:Sciences de la matière (SdM)
laboratoire/Unité de recherche :Centre Interuniversitaire de Recherche et d'Ingénierie des MATériaux (CIRIMAT), UMR 5085
Mots-clés libres :Sol-gel - Revêtements - Aluminium - Cérium - Anti-corrosion - Protection barrière - Auto-cicatrisation
Sujets :Sciences des matériaux
Déposé le :09 Feb 2015 12:38