Soutenance de thèse de Lara MAHFOUZ

Evolution du système barrière thermique AM1/(Ni,Pt)Al/YPSZ en conditions de fatigue thermo-mécanique

Résumé de la thèse en français

Pour modéliser la durée de vie à écaillage des systèmes de revêtement barrière thermique actuellement utilisés, l'identification robuste de l'évolution de l'endommagement est un élément clé. Dans cette étude, une méthodologie expérimentale innovante est utilisée. Elle consiste à introduire par choc laser des zones de décohésion dont la taille et la localisation sont connues sur des échantillons du système de l'étude AM1/(Ni,Pt)Al/YSZ-EBPVD, et à suivre l'évolution du délaminage progressif associé aux défauts introduits, dans des conditions de fatigue thermique, de fatigue thermo-mécanique, et de fatigue thermique à gradient au banc à flamme. Ce faisant, les modes de ruine relatifs aux différentes conditions de chargement sont identifiés, et les évolutions des phénomènes de cloquage et de délaminage associés aux décohésions d'interface sont caractérisées. Une deuxième partie est consacrée à la modélisation numérique explicite du système barrière thermique multicouche combinant à la fois le défaut d'interface à l'échelle macroscopique et une description de l'endommagement à l'échelle microscopique, en vue de rendre compte des mécanismes d'évolution de l'état mécanique du blister en conditions d'essais. Ainsi ces travaux mettent en évidence les forces motrices de l'endommagement d'interface dans le cas d'un délaminage couplé au flambage.

Résumé de la thèse en anglais

To model life to spallation of currently used Thermal Barrier Coating (TBC) systems, the robust identification of damage evolution is a key issue. In this work, an innovative experimental methodology is used. It consists in introducing artificial interfacial debonded areas known in size and localization by laser shock on AM1/(Ni,Pt)Al/YSZ-EBPVD specimens, and monitoring related progressive delamination, under thermal fatigue, thermo-mechanical fatigue conditions, and under thermal gradient cycling on burner rig. Macroscopic damage mechanisms related to each loading condition are identified, and progressive evolutions of buckling and delamination associated to initially processed blisters are assessed. A second part is dedicated to finite element numerical modeling of the multi-layered thermal barrier coating system, accounting for both explicit modeling of the blister on a macroscopic scale, and for damage mechanisms modeling on microscopic scale, in order to account for the evolution of the mechanical state of the blister under test conditions. Thus, this work highlights the driving forces of interface damage in the case buckling driven delamination.

Date de soutenance : mardi 6 décembre 2022 à 14h00
Adresse de soutenance : 60 Boulevard Saint-Michel 75272 Paris – salle Bibliothèque
Directeur de thèse : Vincent MAUREL
Codirecteur : Vincent GUIPONT
Co-encadrant : Basile MARCHAND

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