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Des partenariats pour la pulvérisation thermique

Une équipe de l'UE a formé une alliance de recherche avec plusieurs partenaires universitaires en Chine, y compris une nouvelle installation. Via des échanges et des activités de transfert de connaissances, les membres du réseau ont étudié le revêtement industriel par pulvérisation thermique, conduisant à un nouveau logiciel de modélisation.
Des partenariats pour la pulvérisation thermique
Le projet IPACTS (International partnership for advanced coatings by thermal spraying), financé par l'UE, a mis en place un partenariat de recherche entre l'UE et la Chine. Le but était le transfert de connaissances et l'échange de chercheurs entre un consortium d'universités en UE et en Chine.

L'initiative a d'abord mis en place un nouveau laboratoire commun, qui a organisé le troisième atelier du projet. L'équipe a aussi organisé pour 83 mois-homme d'échanges entre les partenaires. Les collaborations se sont traduites par plus de 30 articles dans des revues, et une dizaine de présentations lors de conférences. Le projet a aussi apporté une formation spécifique à de jeunes chercheurs.

Le travail en commun a conduit à cinq nouveaux types de logiciels pour modéliser les processus de pulvérisation thermique, y compris par plasma, à froid et HVOF (flamme supersonique).

Concernant les effets de nanoparticules solides dans la pulvérisation HVOF, l'équipe a constaté que les petites gouttes de concentration élevée avaient une tension de surface élevée. Ceci rend difficile l'initialisation du processus de fragmentation. La vaporisation dominait donc le processus pour les petites gouttelettes, conduisant à des nanoparticules résiduelles. Cependant, les grosses gouttes étaient fragmentées dans la chambre de combustion, et des nanoparticules pulvérisées pouvaient quitter le canon avant l'évaporation complète.

Dans la pulvérisation à froid, la vélocité critique s'est avérée être le paramètre le plus important. Cependant, l'équipe a constaté que si la vélocité d'impact dépassait un certain seuil, elle entraînait une transition depuis l'érosion vers le dépôt. La modélisation a fourni de nombreuses informations utiles pour la pulvérisation à froid.

Les chercheurs ont aussi simulé le comportement de l'écoulement de l'arc dans les canons à plasma, en fonction du taux d'écoulement ainsi que du chauffage ou du refroidissement de certaines parties des canons.

L'équipe a aussi mis au point de nouveaux processus, comme la pulvérisation de suspension par plasma, à très basse pression. Cette méthode s'est traduite par des améliorations notables. Un autre processus a consisté à utiliser la neige carbonique comme propulseur de la pulvérisation par plasma, car elle nettoie la surface et améliore le dépôt. Enfin, le groupe a conçu une méthode de nano-dépôt haute qualité pour le dioxyde de titane. Cette technique à température normale permet de revêtir de cet oxyde des cellules solaires à colorant, ce qui pourrait améliorer leur rendement.

Le projet IPACTS a contribué à mettre en place des processus de partenariats de recherche industrielle à long terme entre l'UE et la Chine. Certains des résultats, comme la pulvérisation par plasma à la neige carbonique, pourraient être appliqués à d'autres processus de pulvérisation thermique.

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Mots-clés

Pulvérisation thermique, revêtements, IPACTS, pulvérisation par plasma, pulvérisation à froid