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dc.contributor.authorREUGE, Nicolas
dc.date2002-07-08
dc.date.accessioned2021-01-13T14:03:05Z
dc.date.available2021-01-13T14:03:05Z
dc.identifier.urihttps://oskar-bordeaux.fr/handle/20.500.12278/25185
dc.description.abstractCe mémoire est consacré à la modélisation de l'infiltration chimique en phase vapeur (CVI), procédé utilisé pour la fabrication des composites thermostructuraux et en particulier les carbone-carbone (C/C). Il s'articule autour de deux axes : le premier concerne la mise au point d'un outil de simulation globale du procédé, c'està- dire à l'échelle d'un four, et le second la détermination d'un modèle chimique apte à décrire de manière réaliste le dépôt de pyrocarbone et suffisamment simple pour être utilisé dans une simulation globale. La modélisation globale inclut une description mathématique détaillée des phénomènes de transfert de masse (convection et diffusion multicomposant) et de chaleur, des réactions chimiques homogènes et hétérogènes, et des relations d'interface entre les milieux libre (le four) et poreux (la préforme). Un outil de simulation globale a ensuite été développé avec une résolution en couplage faible (milieu libre / milieu poreux). Les potentialités de cette approche quantitative sont mises en valeur à travers une étude de modélisation de la CVI du carbure de silicium, avec variation des paramètres débit de gaz réactif et diamètre de réacteur. Un modèle chimique du dépôt de pyrocarbone à partir du précurseur propane, comprenant deux espèces légères moyennes conduisant au pyrocarbone laminaire lisse et une espèce moyenne plus lourde (HAP) conduisant au pyrocarbone laminaire rugueux, est ensuite proposé. Il reproduit les résultats expérimentaux de dépôt CVD. Pour l'identifier également en CVI, des milieux poreux modèles constitués d'un empilement quasi-compact de filaments ont été élaborés, densifiés et caractérisés. Il a été nécessaire d'affiner le modèle chimique pour que le calcul reproduise ces résultats expérimentaux de CVI. Enfin, la comparaison entre les résultats d'expériences de CVD et CVI acquises dans diverses conditions et le cadre de modélisation a permis de mieux interpréter ceux-ci. Ainsi, l'existence d'un nouveau mode de dépôt de pyrocarbone fortement anisotrope a été confirmée.
dc.description.abstractEnThis dissertation deals with the modelling of the chemical vapor infiltration (CVI) process which is used to manufacture thermostructural composite materials such as carbon-carbon (C/C). Two issues are addressed : the first one deals with the development of a global simulation tool of the process, the second one with the determination of a chemical model suitable for a realistic description of pyrocarbon deposition, yet simple enough to be used in a global simulation. The global modelling includes a detailed mathematical description of mass (convection and multicomponent diffusion) and heat transfers, homogeneous and heterogeneous chemical reactions, and interfacial relations between free medium (the chamber) and porous medium (the preform). Then, a global computational tool was developed with coupled resolutions of the two problems (free medium / porous medium). Potentialities of this quantitative approach are illustrated through a modelling study of the CVI of silicon carbide, with variation of the reactive gas flow rate and the reactor diameter. A chemical model for pyrocarbon deposition from propane is then proposed, featuring two light average species leading to smooth laminar pyrocarbon and one heavier average species (PAH) leading to rough laminar pyrocarbon. It agrees with experimental CVD results. In order to identify it also in CVI cases, model porous media made of quasi-compact stacks of filaments have been elaborated, densified and characterized. It has been necessary to refine the chemical model in order to obtain an agreement with these CVI experimental results. Finally, a comparison between results of CVD and CVI experiments in various conditions and the modelling frame allowed to a better interpretation of the former : the presence of a new deposition mode of highly anisotropic pyrocarbon has been confirmed.
dc.formatapplication/pdf
dc.languagefr
dc.rightsfree
dc.subjectPhysico-Chimie de la Matière Condensée
dc.subjectInfiltration chimique en phase vapeur (CVI)
dc.subjectdensification
dc.subjectmodélisation
dc.subjecttransfert de masse
dc.subjectdiffusion multicomposant
dc.subjectmilieu poreux
dc.subjectpyrocarbone
dc.subjectpropane
dc.subjectHAP
dc.subjectmécanisme de dépôt
dc.titleModélisation globale de l'infiltration chimique en phase vapeur (CVI) et étude de la chimie du dépôt de pyrocarbone en CVD/CVI
dc.typeThèses de doctorat
bordeaux.hal.laboratoriesThèses Bordeaux 1 Ori-Oai*
bordeaux.institutionUniversité de Bordeaux
bordeaux.COinSctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info:ofi/fmt:kev:mtx:journal&rft.title=Mod%C3%A9lisation%20globale%20de%20l'infiltration%20chimique%20en%20phase%20vapeur%20(CVI)%20et%20%C3%A9tude%20de%20la%20chimie%20du%20d%C3%A9p%C3%B4t%20de%20pyrocarbone%&rft.atitle=Mod%C3%A9lisation%20globale%20de%20l'infiltration%20chimique%20en%20phase%20vapeur%20(CVI)%20et%20%C3%A9tude%20de%20la%20chimie%20du%20d%C3%A9p%C3%B4t%20de%20pyrocarbone&rft.au=REUGE,%20Nicolas&rft.genre=unknown


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