Damien COURAPIED

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TRAVAUX DE RECHERCHE :

Etude de l’interaction laser matière en régime de confinement par eau avec deux impulsions laser. Application au test d’adhérence par choc laser.

Ce sujet de thèse concerne l’étude de l’interaction laser matière en régime de confinement par eau. Cette configuration consiste à focaliser le faisceau laser impulsionnel (gamme ns)  sur une cible recouverte d’eau. Il traverse ce milieu transparent pour être absorbé par la cible. Celle-ci est transformée en un plasma de haute pression (gamme GPa). Ce régime permet des niveaux de pression 4 fois plus élevés qu’en régime direct sans confinement.

En réaction à la détente du plasma, une onde de choc se propage dans la cible. On peut ainsi renforcer mécaniquement la surface des métaux, étudier le comportement sous choc des matériaux et tester l’adhérence de dépôts. De nouvelles configurations en attaque frontale ou symétrique de la cible utilisant deux impulsions laser sont actuellement développées au laboratoire PIMM. Toutefois, il apparaît de nombreux questionnements sur le comportement du plasma et des caractéristiques des ondes de choc produites avec deux impulsions successives. Ainsi, le but de cette thèse est d’étudier l’interaction laser matière dans ces conditions. Les chargements de pression induits seront déterminés en utilisant des mesures de vitesses de surfaces libres par vélocimétrie Doppler de type VISAR. Des mesures d’absorption seront réalisées pour caractériser les plasmas produits et des visualisations par caméra rapide permettront d’en déterminer la dynamique. Les résultats obtenus seront analysés en s’appuyant sur des modèles physiques et des simulations d’interaction laser qu’il faudra adapter à la géométrie confinée.

Ces travaux permettront d’améliorer la  maîtrise du procédé pour le  test d’adhérence par choc laser. Au cours du projet, un important travail concernera le test des interfaces d’un système substrat/barrière thermique utilisé dans les moteurs d’avion. Il s’agira d’optimiser les paramètres laser pour solliciter les interfaces et de démontrer la sensibilité du test aux propriétés morphologiques et chimiques des interfaces et leurs évolutions en fonctionnement.   

Cette thèse est une partie d’un plus vaste projet ANR blanc appelé ARCOLE. En particulier, une seconde thèse s’intéresse à la fabrication et à la caractérisation des matériaux projetés.

Directeur de thèse : L.BERTHE (lien), P.PEYRE (lien)

FORMATION : 

->  PhD (en cours)          :  Ecole d'Arts et Métiers ParisTech (lien)

                                        Laboratoire PIMM, LASER Procédés laser (lien)

                                        Ecole doctorale 432 : SMI (lien)

 

->  Master                      :  Sciences, Technologie, Santé

                   Mention sciences pour l’ingénieur

                   Spécialité recherche et développement en mécanique (RDM)

                   ENSMA – Université de Poitiers.

 

->  Diplôme d’ingénieur  :  Ingénieur de l’Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et

       d’Aérotechnique (ISAE ENSMA) (lien)