Solid Particle Erosion Mechanisms of Protective Coatings for Aerospace Applications

Le progrès économique et technologique ainsi que les considérations environnementales nécessitent la conception d'équipements de plus en plus performants, sollicitant les composantes aux limites de leur capacité. Une conséquence importante de cette demande accrue au niveau de la performance est que les lacunes de type tribologique, telles que la dégradation du lubrifiant, l'usure excessive et la tribocorrosion, peuvent être amplifiées de façon significative, menant à des coûts d'exploitation additionnels, une efficacité moindre et une défaillance prématurée. Puisque les processus tribologiques découlent de l'interaction entre au moins deux corps en mouvement relatif dans un environnement donné, l'ingénierie de surface peut permettre de conférer aux surfaces la performance de pointe requise lorsque les conditions de fonctionnement sont très exigeantes. Dans ce contexte, la conception de systèmes de matériaux appropriés doit être guidée par une connaissance poussée des mécanismes de dégradation et de la réponse de la surface au chargement et à la déformation, qui agissent souvent de façon synergique. L'érosion par impact de particules solides (EIPS) survient lorsque des particules solides dures, présentes dans l'environnement, sont entraînées par un fluide et impactent les surfaces de composantes. Ce type de dommage est spécifiquement marqué dans la première section d'un moteur d'avion, où les pales du compresseur peuvent s'éroder à un point tel que la performance aérodynamique et même l'intégrité structurale sont compromises. Ainsi, de nombreux travaux de recherche ont été réalisés dans les secteurs académique et industriel afin de comprendre les mécanismes de perte de matière impliqués dans l'EIPS et afin de développer des technologies protectrices dans le but d'améliorer la durée de vie utile des composantes. Un exemple est l'utilisation de revêtements protecteurs durs afin de limiter l'érosion des composantes de moteur d'avion, qui sont pour la plupart métalliques. Dans cette optique, l'objectif principal de ce projet de doctorat est d'étudier les mécanismes de perte de matière pendant l'EIPS de couches dures protectrices, incluant les systèmes nanocomposites et nanostructurés. De plus, étant donné la nature complexe des mécanismes d'EIPS, des méthodologies expérimentales rigoureuses doivent être mises en oeuvre, et les effets de tous les paramètres de test impliqués doivent être entièrement compris. Dans cette thèse de doctorat, l'importance de la méthodologie expérimentale est mise de l'avant tout au long du