Date : 2023
Type : Livre / Book
Type : Thèse / ThesisLangue / Language : français / French
Résumé / Abstract : Cette thèse s’inscrit dans le cadre d’une collaboration avec AIRBUS Helicopters et a été financée par le Ministère des Armées-Agence Innovation Défense. L’objectif de ces travaux est d’apporter des connaissances dans une démarche de prédiction de la corrosion des structures en alliages d’aluminium utilisées en environnement aéronautique. Les résultats obtenus suite à des expositions d’éprouvettes en environnement naturel marin et à bord d’hélicoptères, ainsi que des données issues de capteurs environnementaux, ont permis de définir les paramètres des essais de corrosion à réaliser en laboratoire pour obtenir un endommagement en corrosion représentatif des utilisations en service. Le matériau sélectionné est un alliage d’aluminium 2024 utilisé pour les pièces de structure des hélicoptères ; les échantillons ont été extraits de trois tôles d’épaisseurs différentes dont la microstructure a été caractérisée. La première partie de cette thèse concerne le développement d’une méthodologie d’analyse qualitative et quantitative de l’endommagement en corrosion. Des observations en microscopie optique, des essais mécaniques et des analyses par tomographie sans rayonnement synchrotron ont été réalisés dans ce cadre. La comparaison des résultats obtenus pour les trois tôles avec ces trois techniques a permis d’en évaluer l’intérêt par rapport aux objectifs de l’étude et de mesurer la robustesse de ces résultats. La méthodologie développée sur matériau nu a été également appliquée sur un matériau revêtu. La seconde partie de la thèse est consacrée à la compréhension des mécanismes de corrosion intergranulaire à l’échelle du polycristal. L'objectif est de comparer et de quantifier la sensibilité à la corrosion intergranulaire des différents types de joints de grains présents dans les trois tôles, en considérant les étapes d'amorçage et de propagation de la corrosion, et en analysant l’influence des conditions d'exposition. L’influence de la concentration en ions chlorures de l'électrolyte piégé dans les défauts de corrosion, et de l’hydrogène généré par les processus de corrosion, sur les mécanismes et cinétiques de corrosion est analysée. Enfin, une cellule d’essais en couche mince d’électrolyte a été développée afin de se rapprocher encore plus des conditions en service pour les pièces d’hélicoptères, et avec pour but d’étudier les cinétiques de corrosion dans ces conditions en appliquant les méthodologies développées dans la thèse.
Résumé / Abstract : This thesis is a collaboration with AIRBUS Helicopters and has been financially supported by the Ministère des Armées-Agence Innovation Défense. The aim of this work is to provide knowledge for the prediction of corrosion of structural parts made of aluminium alloys and used in the aeronautical environment. The results obtained from specimens exposed in a natural marine environment and on board of helicopters, combined with data from environmental sensors, allowed to define the parameters for corrosion tests in laboratory to obtain corrosion damage representative of in-service conditions. The material studied is a 2024 aluminium alloy used for helicopter structural parts; samples were extracted from three sheets of different thicknesses, whose microstructure was characterised. The first part of this thesis concerns the development of a methodology for qualitative and quantitative analysis of corrosion damage. Optical microscopy observations, mechanical tests and tomography analyses without synchrotron radiation were carried out. Comparison of the results obtained for the three sheets using these three techniques enabled us to assess their relevance to the objectives of the study, and to measure the robustness of the results. The methodology developed for bare material was applied to coated material. The second part of the thesis is dedicated to understanding intergranular corrosion mechanisms at the polycrystal scale. The aim is to compare and quantify the susceptibility to intergranular corrosion of the different types of grain boundaries present in the three sheets, taking into account corrosion initiation and propagation, and analyzing the influence of exposure conditions. The influence of the chloride ion concentration of the electrolyte trapped in the corrosion defects, and of the hydrogen generated by the corrosion processes, on corrosion mechanisms and kinetics is analysed. Finally, a thin electrolyte layer cell has been developed in order to get even closer to in-service conditions for helicopter parts, and with the aim of studying corrosion kinetics under these conditions by applying the methodologies developed in the thesis.