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Catégorie : Soutenances de thèse et de HDR

Vendredi 27 septembre 2019 : Soutenance de thèse de Mohamad BADRAN : Contribution au développement d'une Nouvelle Approche du Compound Energy Formalism (NACEF)

Mohamad BADRAN  Doctorant au sein de l'équipe "Surface et Interface, réactivité chimique des matériaux" de l'Institut Jean Lamour, soutient sa thèse intitulée :

"Contribution au développement d'une Nouvelle Approche du Compound Energy Formalism (NACEF)"

Date et lieu :
Vendredi 27 septembre 2019 à 10h00
Ecole des Mines
Campus Artem, Nancy
Salle A006

 

Composition du jury :

Directeur de thèse :

- Pr. Jean-Marc Fiorani
Professeur à l’Université de Lorraine

Examinateurs :

- Pr. Annie Antoni-Zdziobek
Maître de Conférences à l’Université de Grenoble
   
- Pr. Marc Lomello-Tafin   
Professeur à l’Université de Savoie Mont Blanc
   

Rapporteurs :

- Dr. Jean-Marc Joubert
Directeur de Recherche, ICMPE, Thiais
   
- Dr. Alexander Pisch
Chargé de Recherche, SIMAP, Grenoble

 

Résumé :
Dans un contexte actuel visant à réduire les consommations d’énergies, il est nécessaire dans de nombreux domaines industriels de développer de nouveaux matériaux tels que les alliages métalliques multi-constitués. Leur caractérisation d’une manière purement expérimentale devenant rapidement impossible à réaliser, les outils de simulation numériques deviennent incontournables. A ce titre, l’approche CALPHAD (Calculation of Phase Diagram) constitue l’outil numérique le plus adapté pour traiter d’un point de vue thermodynamique les systèmes multi-constitués. Il s’agit d’une méthode semi-empirique permettant de décrire par des fonctions mathématiques les énergies de Gibbs des phases d’un système en ajustant certains paramètres à partir d’un ensemble d’informations relatives aux équilibres ente phases ou aux propriétés thermodynamiques et structurales. Basé sur le modèle de sous-réseaux, le Compound Energy Formalism (CEF) est largement utilisé dans les modélisations de type CALPHAD afin de décrire l’énergie de Gibbs de phases qui présentent plusieurs sous-réseaux. Les travaux présentés dans ce mémoire constituent une contribution au développement d’une Nouvelle Approche du Compound Energy Formalism (NACEF) qui vise à accroître son potentiel. Dans ce mémoire est présentée la nouvelle approche NACEF dans le cas des phases binaires à multiple sous-réseaux qui présentent des défauts de type anti-site. Nous avons appliqué NACEF dans la modélisation de 2 systèmes binaires afin d’en démontrer le potentiel et en particulier son aptitude à rendre compatibles les simplifications de modèle. Il s’agit du système Fe-Nb dans lequel la phase de Laves C14 a été décrite par le modèle à 3 sous-réseaux et du système Co-Cr où la phase s a été modélisée avec 5 sous-réseaux. Dans le dernier chapitre, nous proposons une méthode d’extrapolation basée sur NACEF qui permet d’obtenir une estimation des énergies des configurations ordonnées d’une phase multi-constituée à partir de celles des configurations binaires. Les résultats obtenus sur de nombreux systèmes dans le cas des phases C14 et s indiquent une forte corrélation entre les valeurs extrapolées et celles obtenues par DFT.

Mots clés : CALPHAD, NACEF, modèle à sous-réseaux, phase Sigma, phase de Laves C14, extrapolation