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Une expérience spatiale pour mieux comprendre la solidification des alliages métalliques

31 mai 2013

IM2NP - UMR 7334

Des physiciens viennent de mettre en évidence l’apparition de structures tridimensionnelles oscillantes lors de la solidification d’un alliage grâce à une expérimentation menée dans la Station Spatiale Internationale (ISS). Ce nouveau phénomène ne peut être observé qu’en situation d’impesanteur car sur Terre, la gravité induit des inhomogénéités de concentration qui viennent brouiller ce phénomène.

Les alliages métalliques dits « de structure » sont utilisés dans de nombreuses applications comme le génie civil ou les industries du transport. Leurs propriétés mécaniques résultent des microstructures obtenues au cours de la solidification. Maîtriser le développement de la microstructure est donc essentiel pour obtenir des matériaux aux propriétés spécifiques. L’étude de leur formation sur Terre est très difficile. C’est pourquoi, un dispositif original permettant d’observer in situ et en temps réel la formation de ces microstructures dans un échantillon de grandes dimensions a été installé à bord de la Station Spatiale Internationale. Les physiciens de l’Institut matériaux microélectronique et nanosciences de Provence (CNRS/AMU/ Université du Sud Toulon - Var) qui ont pris part à ce projet conjoint CNES-NASA (projet DECLIC-DSI*) ont analysé les modes de croissance de ces microstructures. Ils ont pu observer une structure cellulaire présentant une dynamique oscillante (les cellules se dilatent et se rétractent périodiquement). Ces résultats viennent d’être publiés sur le site de la revue Physical Review Letters. Ils permettront de comprendre un large éventail de structures périodiques dans des systèmes allant de la physique à la biologie.

* ce projet bénéficie également du soutien de la Région PACA

En savoir plus

DECLIC à l’Im2np

Contacts chercheurs à l’Institut Matériaux Microélectronique et Nanosciences de Provence – IM2NP (CNRS/AMU/USTV) :

Nathalie Bergeon (AMU)
T : 04 91 28 86 73
nathalie.bergeon&n`sp;<.sxan>im2np.fr

Bernard Billia (CNRS)
T : 04 91 28 81 14
bernard.billia im2np.fr

Contact presse CNRS :
Laetitia Louis-Hommani
T 01 44 96 51 37
Laetitia.Louis cnrs-dir.fr

Références de l’article

Spatiotemporal Dynamics of Oscillatory Cellular Patterns in Three-Dimensional Directional Solidification. N.Bergeon, D.Tourret, L.Chen, J.M.Debierre,R.Guérin, A.Ramirez, B.Billia, A.Karma and R.Trivedi, Physical Review Letters Published 28 May 2013, 226102.

Contacts INP

Jean-Michel Courty,
Catherine Dematteis,
Simon Jumel,
inp-communication cnrs-dir.fr