par Mertens, Jeremy 
Président du jury Geerts, Yves
Promoteur Reniers, François
Publication Non publié, 2019-06-06
Président du jury Geerts, Yves
Promoteur Reniers, François
Publication Non publié, 2019-06-06
Thèse de doctorat
| Résumé : | L’objectif de cette thèse consiste en une étude fondamentale de différentes approches pour la modification de surfaces d’alliages d’aluminium. Elle s’inscrit dans le cadre du projet FLYCOAT, subventionné par la région Wallonne. Ce dernier avait pour objectif le développement d’alternatives au couplage classique d’un procédé d’anodisation utilisant des bains de Cr (VI) aux résines époxy pour la protection des alliages d’aluminium contre la corrosion. Dans un premier temps, la synthèse par plasma atmosphérique dans un réacteur de type décharge à barrière diélectrique (DBD) de films riches en groupements carboxyliques à partir de 8 précurseurs organiques est étudiée. Une attention particulière est portée à la compréhension fondamentale des mécanismes de polymérisation de ces précurseurs. L’influence significative de minimes variations de la structure chimique du précurseur est étudiée. Concrètement, nous démontrons l’impact de la présence et de la position de doubles liaisons ou encore le ratio C/O dans le monomère injecté sur le mécanisme de synthèse des couches déposées. Pour ce faire, une méthodologie combinant des analyses de la phase plasma et des films déposés est proposée. Les propriétés électriques de la DBD d’argon sont évaluées par oscilloscope avant et durant l’injection des différents précurseurs. La quantité d’énergie transférée de la décharge vers le précurseur est évaluée par spectroscopie d’émission optique et corrélée à sa structure. Une fragmentation réduite est mise en évidence par spectrométrie de masse pour les monomères contenant une double liaison. Ces analyses de la phase plasma sont alors corrélées avec les propriétés physiques et chimiques des films synthétisés. Les compositions chimiques de surface et de la matrice des couches minces sont étudiées par spectroscopie à photoélectrons X (XPS) et infrarouge. Le rôle essentiel de la présence et de la position de la double liaison dans la molécule injectée est démontré. Les vitesses de dépôt et la rugosité des films déposés par plasma atmosphérique avec l’injection des 8 précurseurs sont évaluées par profilométrie à stylet. Dans la seconde partie, le couplage de deux méthodes de plasma atmosphérique est proposé pour la synthèse de couches d’alumine aux propriétés adaptables. Le premier traitement consiste en un nombre varié de passages d’une torche plasma opérant dans un régime d’arc. L’effet du nombre de passages sur les propriétés physiques et chimiques du substrat est étudié par XPS, angle de contact, microscopie électronique à balayage et mesures de diffraction à rayons X. Une corrélation est suggérée entre le nombre de passages de la torche et les propriétés électrochimiques du substrat. L’influence de ce premier traitement sur les propriétés de la couche d’oxyde d’aluminium synthétisée par oxydation par plasma électrolytique est mise en évidence. Dans un troisième temps, le plasma pouvant être considéré comme un réservoir d’énergie, une étude de faisabilité est réalisée afin d’évaluer sa potentielle utilisation pour la réticulation d’une résine de type benzoxazine. L’efficacité du traitement par DBD atmosphérique d’argon ou hélium est comparée et discutée. |
