Mécanismes d'endommagement pilotant la durée de vie d'une barrière environnementale (EBC)

Abstract

Afin d’augmenter la durée de vie des composites SiC/SiC, des revêtements protecteurs, les barrières environnementales (EBC), sont utilisés. Ils ont pour but de limiter la dégradation par oxydation/corrosion de la surface des composites. En service, le composite et son revêtement sont soumis à des conditions thermomécaniques et physico-chimiques très sévères pouvant mener à la dégradation du matériau. L’objectif de ces travaux est de classifier, comprendre et prévoir les mécanismes prépondérants de dégradation d’une EBC. Pour répondre à cette problématique, les environnements sévères rencontrés dans les moteurs d’avion ont été reproduits (hautes températures, pression d’eau et vitesses de gaz) et les dégradations engendrées sur les systèmes CMC/EBC ont été suivies. Ces dégradations sont localisées en surface de l’EBC, avec la récession de cette dernière mais également au niveau de l’interface entre l’EBC et le CMC. Cette dernière zone s’avère être la plus endommagée avec le développement d’une couche de silice fissurée (TGO – thermally grown oxide) et rugueuse. Un test d'adhérence, l’essai de flexion 4 points sur éprouvette entaillée, a été mis en oeuvre sur les composites revêtus vieillis sous atmosphère oxydante, afin de déterminer une éventuelle dégradation de l'adhérence avec le développement de la TGO. Afin de mieux comprendre le rôle de chaque paramètre dans la dégradation de l’adhérence, une modélisation des contraintes thermomécaniques développées dans le système a été mise en place.