« Conditions hors-équilibre aux interfaces solide/liquide »

Notre travail porte sur la fusion dite solutale survenant lorsque l'on met deux métaux en contact à une température comprise entre leurs températures de fusion respectives. L'interface solide/liquide se retrouve initialement fortement hors-équilibre et la cinétique propre à son retour à l'équilibre semble mettre en défaut les modèles généralement employés pour décrire la solidification et la fusion. Pour progresser dans la compréhension du processus, nous avons abordé le problème sous trois angles complémentaires. Dans un premier temps, nous avons réalisé des expériences in-situ de fusion solutale du système Au-Ag en utilisant la radiographie par rayons X. L'analyse critique des résultats semble montrer que l'interface solide-liquide reste hors équilibre pendant la fusion solutale, avec la persistance inattendue de gradients de concentration à la fin des expériences. Dans un deuxième temps, dans le but de mieux comprendre les expériences, nous avons mis en œuvre un modèle reposant sur la thermodynamique des processus irréversibles appliquée aux échanges d'espèces chimiques à travers une interface solide/liquide abrupte. Une paramétrisation des coefficients de transfert interfaciaux permet au modèle de reproduire qualitativement les comportements observés dans les expériences. Enfin, nous avons cherché à quantifier les paramètres cinétiques du modèle thermodynamique en utilisant la dynamique moléculaire (DM) dans le système Cu-Ni, et à déterminer leur évolution sur l'échelle de temps des simulations.