Seminars at UMET

The main space agencies have identified fire safety as one of the major issues that obstruct the mission to Mars. For sure, under microgravity and low characteristic forced velocities conditions, the absence of natural convection allows to dramatically expand the time scales associated with transport and combustion processes. These anticipated trends can be associated with an increase in both soot concentration and radiative emissions, especially from the soot continuum. Radiation from soot can then be a predominant mode of heat transfer involved in non-buoyant flame spread. These issues are tackled within the context of international projects, such as SAFFIRE (SpAcecraFt FIre Experiments), a series of large-scale experiments lead by NASA aboard Cygnus spacecraft, or FLARE (Flammability Limits At REduced gravity), conducted by JAXA to establish new standards for fire resistance of materials potentially composing spacecraft.

The French contribution to these ongoing works is called DIAMONDS (Detection of Ignition and Mitigation Onboard for Non-Damaged Spacecraft). More specifically, DIAMONDS is a rig that enables short experiments of flame spread in parabolic flights. We will especially illustrate how fundamental research elaborated on ground can be designed to support applied research conducted with DIAMONDS to better understand the physics of a fire spreading in microgravity. This understanding is expected to pave the way towards efficient strategies of fire mitigation into spacecraft, such as the fire retardants whose performances are assessed in tight collaboration with Prof Bourbigot's group. Conversely, the basic flow conditions generated around the non-buoyant spreading flame can be considered an ideal configuration for the fine study of fire propagation.

Les revêtements riches en zinc sont des films anticorrosion, constitués de particules de zinc maintenues ensemble par un liant. Cette thèse s’intéresse aux mécanismes de corrosion et de mécanique-corrosion de ces revêtements sur acier dans un milieu salin (NaCl à 30 g/L). Les formules étudiées, développées par NOF Metal Coatings Europe, ont plusieurs particularités : les particules de zinc ont une géométrie lamellaire, et le liant est un sol-gel hybride organique-inorganique en phase aqueuse. Ces revêtements ont été étudiés d’un point de vue électrochimique, par Spectroscopie d’Impédance Electrochimique (SIE) notamment, et d’un point de vue microstructural, par DRX, IR et MEB. Plusieurs mécanismes ont été identifiés pour expliquer l’effet protecteur apporté par ces formules à un substrat d’acier en milieu salin. D’abord un effet cathodique, apporté par le potentiel électronégatif du zinc, assure une protection galvanique à l’acier. Le zinc réagit, s’oxyde progressivement et les produits de corrosion formés, notamment la simonkolleite, procurent alors un effet autocicatrisant au revêtement. Les oxydes protecteurs viennent ainsi colmater les défauts du film et ralentissent la diffusion des espèces chimiques agressives à travers le revêtement. Lorsque le substrat revêtu, immergé dans le milieu corrosif, subit une déformation mécanique, ce mécanisme d’autocicatrisation est limité car des fissures se forment dans le film. Le zinc est alors exposé à l’électrolyte et réagit trop rapidement pour former en quantité suffisante les oxydes protecteurs. Cependant, lorsque la déformation est suffisamment lente, un effet auto-cicatrisant efficace peut se mettre en place et apporter une protection temporaire.

L'interaction entre les particules à haute énergie et les métaux causant des dommages primaires par rayonnement a été largement étudiée en utilisant la dynamique moléculaire. Cinq potentiels interatomiques pour le système ternaire FeNiCr différant soit par leur partie d'équilibre soit par la procédure de durcissement ont été inclus dans cette étude qui a été largement caractérisée. Le facteur prédominant de ce travail est d'analyser de larges données de plus de 15000 cascades sur l'alliage Ni et FeNiCr, y compris des énergies de cascade allant de 0,5 keV à 120 keV en utilisant plusieurs potentiels interatomiques. Le nombre total de défauts, leurs groupes et leurs distributions de taille sont analysés à l'aide de la méthode de régression linéaire multiple multivariée sur des descripteurs de dommages primaires spécifiques et des descripteurs de morphologie. Les effets des potentiels et de l'énergie de cascade sont analysés sur la base de différentes énergies de cascade qui sont au-dessus et en dessous du seuil de sous-cascade en utilisant la même méthode statistique. Les résultats de l'analyse du Ni pur seront comparés aux résultats des matériaux bcc (fer et tungstène). Il sera également comparé au FeNiCr pour comprendre l'effet de l'alliage. Grâce au grand nombre de données disponibles, les cascades atypiques ont été caractérisées et leur impact sur les dommages primaires analysé.

La (demi)-journée des doctorants 2023 se tiendra le vendredi 20 janvier de 9h15 à 14h à l’Institut Chevreul. 

Les doctorant.e.s de seconde année réaliseront une présentation de 10 minutes, les doctorant.e.s de troisième année effectueront une présentation flash (2 min) puis présenteront un poster. Vous pouvez trouver le programme complet de la demi-journée sur le lien suivant.

La demi-journée se terminera par une pause déjeuner, galette des rois et la session poster, le tout dans le hall de l'Institut Chevreul.