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SOUTENANCE DE DOCTORAT PAR Mr KHATIR Mohamed

Une thèse de doctorat a été soutenue par Mr KHATIR Mohamed, Chercheur à l’Agence Spatiale Algérienne (ASAL), le 18 Novembre 2019 à l’Université Blida 1. Cette thèse, intitulée « étude des effets des traitements thermiques post soudage sur les propriétés structurales et mécaniques de l’alliage d’aluminium 7075-T6 soudé par le procédé FSW ”,  a été présentée avec succès devant le jury composé de Messieurs :

T. SAHRAOUI Professeur Université Blida 1 Président
M. HADJI Professeur Université Blida 1 Directeur de thèse
M. TEMMAR Professeur Université Blida 1 Co-Directeur de thèse
R. BADJI Maitre de conférences A Centre de Recherche en Technologies Industrielles « CRTI » Cheraga   Examinateur
M. AISSANI Maitre de Recherche A Centre de Recherche en Technologies Industrielles, CRTI, Cheraga   Examinateur
S. ZIDELMEL Maitre de conférences A Université de Laghouat    Examinateur

 

Résumé

L’industrie aéronautique apprécie tout particulièrement l’aluminium pour bien des raisons, comme ses qualités mécaniques, sa légèreté ou sa facilité d’usinage qui lui donne un atout supplémentaire. Les familles d’alliage d’aluminium les plus couramment rencontrées dans cette industrie sont les séries 2xxx, 3xxx, 5xxx, 6xxx et 7xxx.

Nous nous somme penchés sur le cas de l’alliage d’aluminium 7075. Il se compose d’aluminium, de zinc, de magnésium et de cuivre pour maximiser la résistance. C’est un alliage très résistant, comparable à l’acier mais deux tiers plus léger. Ces composants sont souvent assemblés par des procèdes comme le rivetage bien que de nombreuses recherches voient un intérêt à utiliser le soudage comme alternative au rivetage, mais cette dernière reste critique et peu fiable.

En 1991 une solution vient répondre aux problèmes rencontrés par le soudage traditionnel en donnant une approche nouvelle : le FSW pour « Friction Stir Welding » ou friction malaxage. Ce procédé permet de souder des alliages jusque-là difficiles à souder. Néanmoins, cette méthode comporte elle aussi, des lacunes. Ce procédé engendre plusieurs phases différentes les unes aux autres de par leurs propriétés mécaniques et aspects métallographiques. Alors que le processus de soudage FSW se déroule, un gradient de température couplé à l’effet mécanique dû au malaxage se crée entre le métal de base, la zone affectée thermo-mécaniquement, la zone affectée thermiquement et le noyau. Ainsi, ses effets combinés engendrent des structures métallographiques et des caractéristiques mécaniques diverses dans les différentes zones constituant le cordon de soudure. Une chute brutale des propriétés mécaniques entre les phases ce produit lors du soudage, aboutissant à l’affaiblissement de l’assemblage de la structure par la suite.

Dans notre étude nous nous sommes intéressés à ce problème, en proposant une solution sous forme d’un traitement thermique post soudage.

De là, une caractérisation de la microstructure par l’utilisation de plusieurs techniques d’investigations, une étude du comportement mécanique des pièces soudées puis traitées thermiquement est faite sur la base d’essais de traction, de résilience et de dureté réalisés sur des éprouvettes normalisées. Ceci nous a permis non seulement de nous initier à l’étude du comportement du matériau analysé, mais aussi de constater les changements apportés par le traitement thermique post soudure sur le cordon. Une caractérisation métallographique des cordons de soudure obtenue par l’utilisation de la microscopie optique et de la microscopie électronique à balayage (MEB) pour des approches locales, et l’indexation des phases par diffraction (RX) pour des approches globales.

Enfin, une modélisation et une simulation numérique adéquate du transfert thermique sont réalisées mettant en évidence l’effet des différents paramètres de soudage. Une étude expérimentale permettant une comparaison et une validation des résultats est ensuite présentée.

Les résultats expérimentaux obtenus à travers l’utilisation d’un traitement thermique post soudage sont prometteurs et une amélioration notable des propriétés mécaniques du cordon est constatée. Par ailleurs, les résultats expérimentaux sont en bon accord avec les résultats numériques obtenus.

 Mots clés : « FSW » Friction Stir Welding, Alliage d’aluminium 7075-T6, Traitement thermique post soudage, Caractérisation mécanique et métallographique, Modélisation thermique par ANSYS.