Modélisation numérique du chauffage d'un matériau par LASER

Abstract

Dans ce travail, notre but principal a été de modéliser numériquement la variation spatio-temporelle des profils de température pendant le travail des matériaux par laser. Pour cela, nous avons étudié quelques procédés de traitements thermiques des matériaux par laser, ainsi que les lois y gouvernant le transfert de chaleur. Par la suite, on a développé un programme en MATLAB, qui simule le transfert thermique dans le procédé du soudage ayant pour source de chaleur un laser mobil. En premier lieu on a considéré deux plaques d’un même matériau, à savoir l’acier, en faisant varier la vitesse du faisceau laser, puis, on a considéré le soudage de matériaux différents (Cuivre et Acier). Cela nous a permis de déterminer les facteurs influençant la distribution thermique. Ce projet est conçu en quatre chapitres: - Nous débutons par le premier chapitre qui résume une étude bibliographique sur les notions de base sur les lasers ainsi que l'interaction laser-matière qui est à la base de toute étude phénoménologique; - Le deuxième chapitre est consacré aux traitements thermiques des matériaux par laser, plus précisément, les traitements de surface et se termine; - Le troisième chapitre décrit les principales étapes à suivre pour toute simulation numérique du transfert de chaleur lors des traitements thermiques; - Le quatrième chapitre présente enfin les résultats obtenus de la simulation numérique du procédé de soudage avec un laser mobile de matériaux similaires et dissimilaires, ainsi que leur discussion et des interprétations. Le mémoire s'achève enfin, par une conclusion générale et des perspectives.