Vendredi 27 novembre 2015, Oana-zenaida PASCAN, doctorante à l'UME, a soutenu sa thèse intitulée "Le comportement dynamique des alliages ferromagnétiques à mémoire de forme".
Résumé de la thèse :
Les Alliages à Mémoire de Forme Magnétiques (AMFM) sont des matériaux actifs qui présentent des comportements inhabituels par rapport aux matériaux « classiques ». Ils peuvent par exemple présenter de larges déformations réversibles sous l’action d’un champ magnétique ou sous une action mécanique. Ils sont des candidats potentiels pour des applications dans des domaines de pointe (automobile, aéronautique, spatial etc..). Par ailleurs, les AMFM présentent un avantage indéniable par rapport aux matériaux à mémoire de forme « thermique » en raison de leur réponse dynamique à haute fréquence. Il est bien connu que ces comportements sont dus à un couplage magnéto-mécanique et un phénomène physique lié à orientation des variantes de martensite.
Malgré cet avantage, les recherches concernant le comportement dynamique des AMFF sont limitées. L'objectif de cette thèse est l'analyse du comportement dynamique des AMFM...
Pour se faire, nous avons tout d’abord construit un électroaimant dynamique ayant une fréquence de fonctionnement jusqu’à 1000 Hz sous un champ magnétique de 0.6 Tesla. L’électroaimant a été utilisé pour réaliser des essais de réorientation de martensite à haute fréquence dans une plage fréquentielle appartenant à l’intervalle [100, 1000] Hz. Des mesures synchronisées de la déformation et de la température des spécimens ont été réalisées. Ceci a permis d’obtenir, pour la première fois dans la littérature, l’évolution de la température durant la réponse dynamique des AMFF. L’augmentation de la température due à des différentes sources de chaleur, comme le frottement du au mouvement des interfaces magnétiques et les courants des Foucault, a également été quantifiée. En se basent sur les données expérimentales, nous avons proposé un model théorique pour prédire l’augmentation de la température des AMFF à haute fréquence. Ces résultats nous ont permis de déduire que la réorientation de la martensite à haute fréquence se produit essentiellement par le mouvement des interfaces de type II.
Par ailleurs, l’influence des conditions initiales sur la déformation à haute fréquence des AMFF a été analysée. Il a été montré que la compression initiale change la fréquence de résonance des AMFF et que son influence est plus importante que celle du ressort de compression utilisé pour pré-contraindre les spécimens. Ce résultat constitue une information importante pour le dimensionnement des structures en AMFF.
Un autre aspect très important concernant ces matériaux est la limitation de leur temps d’actionnement due à l’élévation de la température en dynamique. Cette problématique n’a encore pas été abordée dans la littérature. Dans ce travail nous avons montré que lorsque la température de l’éprouvette reste inferieure à un certain seuil, le temps d’actionnement peut largement être supérieur à quelques secondes contrairement à ce qui est admis auparavant dans la littérature. Aussi, nous avons montré que la déformation induite par le champ magnétique et très peu influencé par la température.
Enfin, en s’appuyant sur les données expérimentales et sur le model théorique d’évolution de la température, nous avons proposé quelques critères de dimensionnement d’actionneurs en AMFF.