L'objectif de cette thèse est d'avoir une meilleure compréhension des mécanismes de défauts cristallins au cours de la fabrication du matériau Si. 3 difficultés doivent etre étudiées -Premièrement, les défauts structurels couvrent par essence une large dimensions spatiales (des dislocations aux grains) et peuvent être distribués localement à l'échelle des défauts et jusqu'à l'échelle du lingot en cas de déformation. -Deuxièmement, ils correspondent pour certains d'entre eux à des déformations inférieures aux méthodes de caractérisation conventionnelles bien qu'elles aient un impact sur les propriétés finales. - Troisièmement, la compréhension du développement des défauts structurels pendant la croissance est limitée par la difficulté d'accéder, à partir de l'étude ex-situ (après solidification et refroidissement à température ambiante), à l'information sur les défauts structurels des lingots solidifiés, à l'historique de la formation des défauts et à l'interrelation entre les défauts et la structure. Les questions susmentionnées seront traitées dans le projet DeFI2 (Défauts et déformation dans les lingots de silicium cristallin pour les applications photovoltaïques vers les processus industriels) financé par l'ANR dans le cadre de l'étude de faisabilité. cristallin pour les applications photovoltaïques vers les procédés industriels) financé par l'ANR en collaboration avec l'IM2NP - Institut Matériaux Microélectronique Nanosciences de Provence. collaboration avec l'IM2NP - Institut Matériaux Microélectronique Nanosciences de Provence (Dr. Nathalie Mangelinck-Noël, coordinatrice du projet DEFI2) Aix-Marseille Université et DTS - Département des Technologies Solaires (Dr. Etienne Pihan) du CEA-LITEN.

Cette étude vise à surveiller les champs mécaniques générés dans le système à différents stades, c'est-à-dire à l'état initial et pendant le vieillissement accéléré in situ. Les champs mécaniques (déformation et contrainte) seront mesurés par diffraction des rayons X (XRD) dans des installations synchrotron, car une énergie élevée combinée à un flux important sont nécessaires pour saisir l'évolution rapide en temps réel et atteindre une résolution spatiale sub-micrométrique, ainsi qu'à l'échelle du laboratoire lorsque la résolution temporelle n'est pas nécessaire. Dans tous les cas, des expériences XRD à l'échelle du laboratoire seront réalisées au premier stade du développement afin de calibrer et d'acquérir de l'expérience sur les systèmes étudiés. Des cellules de vieillissement adaptées aux expériences de diffraction des rayons X et permettant d'imiter les mécanismes de dégradation du système seront développées. Une attention particulière sera accordée au développement des cellules de vieillissement afin de combiner autant que possible les techniques de caractérisation in situ.

L’objectif de cette thèse est d’approfondir la métallurgie des couches nitrurées d’aciers cémentées afin d’optimiser les cinétiques de nitruration, les microstructures des surfaces traitées et les propriétés mécaniques associés (durcissement, contraintes résiduelles de compression, fatigue).

Les roulements d’arbre de turbine sont des maillons essentiels pour assurer une très haute fiabilité des produits mis en service. Pour maîtriser cette fiabilité et ainsi réduire la masse et l’encombrement de ces composants, et donc la consommation de carburant de l’aéronef, il est nécessaire d’optimiser les propriétés des matériaux utilisés. Les roulements aéronautiques les plus sollicités sont fabriqués à partir d'aciers dont le cœur est ductile, et dont la surface fonctionnelle est renforcée par des traitements thermochimiques tels que la cémentation ou la nitruration. Ces traitements permettent d’améliorer la résistance du roulement à l’écaillage profond amorcé en surface et l’écaillage profond amorcé en sous-couche. Ces traitements présentent néanmoins chacun des inconvénients. Certains aciers à durcissement secondaire permettent un premier durcissement par cémentation, et un second par nitruration. Cela permet de combiner les avantages des deux traitements, mais nécessite une fine optimisation des deux procédés. La cémentation permet de traiter une épaisseur importante en peu de temps, tandis que la nitruration permet d’améliorer les propriétés en proche surface.