Soutenance de thèse de Ahmed Kaci Boukellal - 24/09/2019 - Solidification isotherme du Si et d'Al-Cu : simulations numériques 3D en champ de phase
Annonce de soutenance de thèse
M. Ahmed Kaci BOUKELLAL
Solidification isotherme du Si et d'Al-Cu : simulations numériques 3D en champ de phase
Mardi 24 septembre 2019 à 10h00 - salle des thèses - Campus de Saint Jérôme
Composition du jury:
M. Klaus KASSNER, Otto-von-Guericke-Universitaet Magdeburg, Rapporteur
M. Mathis PLAPP, Ecole polytechnique, Rapporteur
M. Alain POCHEAU, Aix-Marseille université, Examinateur
Mme Nathalie MANGELINCK-NOEL, CNRS, Examinatrice
Mme Béatrice DREVET, CEA, Examinatrice
M. Jean-Marc DEBIERRE, Aix-Marseille Université, Directeur de thèse
Résumé:
La solidification isotherme du silicium (Si) et de l’alliage aluminium-cuivre (Al-Cu) est étudiée par des simulations numériques à 3D en champ de phase. A cet effet, des codes basés sur le modèle des interfaces diffuses fines de Karma et al sont développés. Les codes reproduisent les conditions expérimentales, ce qui permet d'établir une comparaison quantitative entre les résultats numériques et expérimentaux. Concernant le silicium, de nouvelles fonctions d'anisotropie d’énergie de surface et d'attachement cinétique sont proposées. Il se trouve que seule l'anisotropie d'énergie de surface est nécessaire pour l'obtention des formes d'équilibre. Néanmoins, la présence des deux fonctions d'anisotropie est indispensable pour reproduire les formes de croissance expérimentales. Pour Al-Cu, nous étudions la croissance et les interactions de dendrites équiaxes dans des échantillons minces refroidis à taux constant. Deux lois d'échelles sont proposées : la première concerne la vitesse de croissance maximale Vm d'une pointe de dendrite, tandis que l'autre concerne le temps nécessaire pour qu'une pointe dendritique accélère de Vm/2 à Vm . Les deux lois dépendent de la concentration de l'alliage C0 et de la distance L entre deux germes initiaux croissant l'un vers l'autre. Cependant, le produit Vm Dtm ne dépend que de L. Le passage d'une croissance confinée à une croissance purement 3D se fait avec l'augmentation de l'épaisseur de l'échantillon. Les mécanismes de sélection s'appliquent bien au cas présent durant le régime de croissance rapide en dépit de la variation temporelle de la supersaturation.
