Modélisation de la convection au cours des changements de phase liquide-solide (effet d un champ magnétique)

Les principaux phénomènes physiques de transport par convection à la base de la formation des macros ségrégations lors d un processus à changement de phase liquide solide (notamment au cours de la solidification des alliages métalliques) sont présentés. A l échelle microscopique, il s agit de la micro ségrégation résultant du rejet de solutés dans la phase liquide et de la diffusion dans la phase solide. À l échelle macroscopique, les espèces chimiques ainsi rejetées sont transportées dans la pièce sous l effet des mouvements de convection dans la phase liquide. Ces mouvements de convection sont causés par les gradients de masse volumique, eux-mêmes générés par les gradients de température et de concentration en solutés. C est cette convection thermo-solutale qui donne naissance aux macros ségrégations, hétérogénéités de concentration à l échelle de la pièce ou du lingot de fonderie, qui vont affecter diverses propriétés (mécaniques, chimiques ) en service ou lors de transformations ultérieures. D autre part, l effet de stabilisation par champ magnétique est examiné. Les phénomènes d instabilités causés par les transports convectifs sont illustrés et décrits numériquement dans le travail présenté.The essential feature in the solidification of a metallic alloy is the liquid-solid phase change associated with the release of latent heat and the solute redistribution. The solutes are often redistributed non-uniformly in the fully solidified casting, giving birth to what is usually called segregation. Segregation occurring on a microscopic scale (i.e., between and within dendritic arms) is known as micro segregation. While segregation occurring on a macroscopic scale (i.e., in a range from several millimeters to centimeters or even meters) is called macro segregation. Micro segregation can be controlled or reduced by a high temperature treatment (homogenization). However, macro segregation occurring on the macroscopic dimensions of the casting cannot be eliminated by homogenization. Magnetic field effects are examined in order to stabilizing the flow field. The work presented here illustrates this objective. The symmetry breaking instability is a phenomenon well known associated with convection. The present work illustrates this phenomenon and describes it numerically.LIMOGES-BU Sciences (870852109) / SudocSudocFranceF