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THESE EN COTUTELLE POUR OBTENIR LE GRADE DE DOCTEUR Université de Montpellier U

THESE EN COTUTELLE POUR OBTENIR LE GRADE DE DOCTEUR Université de Montpellier Université Abou Bekr BelKaid-Tlemcen Décipline : Génie Mécanique Génie Mécanique Formation doctorale : Mécanique des matériaux et des milieux complexes,des structures et des systèmes Fiabilité et réhabilitation des équipement mécanique Ecole doctorale : Information, Structures et Systèmes Ingénierie des Système Mé- canique et Matériaux Présentée et soutenue publiquement par : MEZRAG Bachir Le : 10 septembre 2015 Titre : Etude de l’inﬂuence des paramètres de soudage sur la microstructure et le comportement mécanique des assemblages acier-aluminium obtenu par soudage à l’arc MIG-CMT. JURY : A. CHEIKH Professeur, Université de Tlemcen Président M. BENACHOUR Maitre de conférence, Université de Tlemcen Directeur de thèse F. DESCHAUX-BEAUM Profésseur, Université Montpellier Directeur de thèse P. PAILLARD Professeur, Polythec’Nantes Rapporteur M. BENGUEDIAB Professeur, Université Sidi Belabbes Rapporteur P. PEYRE Professeur, Arts et Métiers ParisTech Examinateur B. BOUCHOUICHA Maitre de conférence, Université Sidi Belabbes Examinateur O. COMPANY Maitre de conférence, Université Montpellier Examinateur REMERCIEMENTS Cette thèse a été réalisée à temps équivalent entre le Laboratoire de Mécanique et Génie Civil (LMGC) et le Laboratoire d’Ingénierie des Système Mécanique et Matériaux (IS2M). Elle s’inscrit dans le cadre d’une cotutelle entre l’université Abou Bekr Belkaid- Tlemcen (Algérie) et l’université de Montpellier (France). Le ﬁnancement de la mobilité en France a été pris en charge par le programme Erasmus Mundus " Averroès 4 " sous forme d’une bourse d’excellence. A ce titre je tiens à remercier Mesdames PEZERIL Maggy et GONZALEZ BOUAB Ambar, les coordinatrices du programme, qui m’ont facilité les démarches de la mobilité et veillent à son bon déroulement. Je remercie aussi le comité de sélection du programme de m’avoir fait conﬁance et me donner l’occasion de vivre cette belle aventure. Mes sincères remerciements vont évidement à mes directeurs de thèse, le professeur Frédéric DESCHAUX-BEAUME et le docteur Mustapha BENACHOUR pour leur sou- tien inestimable, la conﬁance qu’ils m’ont accordée et qui ont su se rendre disponibles tout au long de ce travail de thèse. Je les remercie pour les conseils précieux et les discussions enrichissantes durant cette période. Je souhaite exprimer ma gratitude aux membres de jury : Monsieur CHEIKH Abdel- madjid d’avoir accepter de présider mon jury de thèse, Messieurs PAILLARD Pascal et BENGUEDIAB Mohamed qui ont accepté d’être rapporteurs de cette thèse et Messieurs PEYRE Patrice, COMPANY Olivier et BOUCHOUICHA Benattou, les examinateurs de ma thèse. Merci à tous pour le temps pris pour la lecture ce document. 3 Je remercie vivement les directeurs successifs du laboratoire LMGC, Messieurs ALART Pierre, EL-YOUSSOUFI Moulay Said et PAGANO Stéphane de m’avoir accepté au sein de leur unité de recherche. Un grand remerciement à l’ensemble du personnel du labo- ratoire qui a fourni à chacun les meilleures conditions de travail. J’adresse mes remer- ciements chaleureux à l’équipe Assemblages Soudés : FRAS Gilles, Cyril BORDREUIL, Fabien SOULIER, Sébastien ROUQUETTE pour leur accueil chaleureux, leurs encoura- gements et conseils avisés et qui me faisaient partager leur expérience. Je n’oublierai pas évidement CERVELIN Denis pour ses conseils techniques, WA- TRISSE Bertrand pour la réalisation les essais de traction et de fatigue, FERNANDEZ Frédéric pour les analyses MEB, BOYER Bernard pour les analyses microsonde et PEYRE Patrice pour la réalisation des essais de LASAT. Je remercie inﬁniment le personnel du dé- partement GMP de l’IUT de Nîmes avec qui j’ai partagé mon quotidien avec de la bonne humeur pendant mon séjour à l’établissement. Je tiens à remercier vivement l’équipe de formation GMP de l’université de Tlemcen et particulièrement Monsieur SEBAE Fethi qui m’a proposé de m’orienter vers l’axe de recherche de soudage. Comment ne pas citer ceux qui m’ont accepté pour ﬁnir ma thèse parmi eux, mes vifs remerciement à mes amis doctorants CHIOCCA Alexis, MONIER Romain et UNNI- KRISHNAKURUP Sreedhar de l’équipe Assemblages Soudés et GUENANOU Ahmed et BENSAID Ismail du laboratoire IS2M. Mes remerciements vont également à mes col- lègues rencontrés au laboratoire LMGC. Ma reconnaissance s’adresse exceptionnellement à ma famille pour son soutien irrem- plaçable et sans faille durant tout mon cursus d’étude. A la ﬁn, je tiens à remercier toutes personnes ayant contribué au bon déroulement de ce travail et que j’ai oublié injustement de citer. 4 TABLE DES MATIÈRES Introduction 9 I Recherche bibliograhique 13 I.1 Généralités sur le soudage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 I.1.1 Bref historique du soudage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 I.1.2 Déﬁnitions et classiﬁcation des procédés de soudage . . . . . . . 14 I.1.3 Les procédés de soudage à l’arc . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 I.1.4 Transformations subies lors du soudage par fusion . . . . . . . . 18 I.2 Le procédé de soudage MIG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 I.2.1 Technologie du procédé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 I.2.2 L’arc électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 I.2.3 Les principaux modes de transfert de métal en MIG . . . . . . . . 21 I.2.4 Développement récents du procédé MIG . . . . . . . . . . . . . 25 I.3 La liaison acier/aluminium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 I.3.1 Les composés intermétalliques formés . . . . . . . . . . . . . . . 29 I.3.2 Mécanismes et cinétique de croissance des intermétalliques . . . 31 I.3.3 Contrôle de la croissance de la couche de réaction . . . . . . . . . 33 I.4 Procédés de soudage acier/aluminium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 I.4.1 Assemblage par procédé laser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 I.4.1.1 Soudage laser par transparence . . . . . . . . . . . . . 36 5 TABLE DES MATIÈRES I.4.1.2 Soudo-brasage laser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 I.4.2 Soudage et soudo-brasage à l’arc . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 I.4.3 Assemblage par procédé MIG-CMT . . . . . . . . . . . . . . . . 48 I.5 Synthèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 II Caractérisation expérimentale du procédé CMT 53 II.1 Dispositif expérimental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 II.1.1 Plateforme de soudage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 II.1.2 Poste de soudage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 II.1.3 Acquisition des paramètres électriques et de la vitesse de dévi- dage du ﬁl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 II.1.4 Visualisation du transfert de métal . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 II.2 Matériaux utilisés et géométrie des éprouvettes . . . . . . . . . . . . . . 59 II.2.1 L’acier galvanisé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 II.2.2 Le métal d’apport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 II.2.3 Les éprouvettes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 II.3 Analyse du transfert de métal en CMT . . . uploads/Geographie/ mezrag-2015-archivage-cor.pdf