Apport de la dynamique moléculaire et de techniques expérimentales à une échelle locale pour l'étude de surfaces d'aluminium déformées et/ou oxydées

Durant toute leur durée de vie, les matériaux métalliques sont soumis à de nombreuses agressions liées à l environnement extérieur ou à leur mode d utilisation. Ainsi, lors d un processus de corrosion, les métaux et alliages peuvent perdre leur intégrité (piqûration, écaillage ) et leurs propriétés (mécaniques, physiques, chimiques ) risques d être altérées. Cette évolution relève de mécanismes complexes se produisant à des échelles allant de l atome au micromètre (champs de contraintes, diffusion préférentielle ). Il apparaît donc nécessaire de développer des techniques expérimentales ou numériques aux échelles pertinentes - qui dépendent de la microstructure et des mécanismes mis en jeu - pour une compréhension des phénomènes observés macroscopiquement. C est dans cet objectif que nous avons mené ce travail au cours duquel nous avons développé deux approches différentes : la première traitant de la formation de rugosité à la surface d échantillons d aluminium ; la seconde étant axée sur la caractérisation de l oxydation de substrats d'aluminium monocristallin et polycristallin sous différentes conditions (température, pression, contrainte). Cette confrontation des résultats numériques (par dynamique moléculaire) et expérimentaux (notamment par spectroscopie d impédance électrochimique locale) n est pas menée dans un but quantitatif mais plutôt pour obtenir des éléments complémentaires. De plus, elle vise à fournir, à partir de l approche numérique, une vision des mécanismes atomiques des phénomènes qui sont visualisés expérimentalement.During their lifetime, metallic materials are subject to numerous attacks related to the external environment or to their use. Thus, during a corrosion process, metals and alloys can lose their integrity (pitting, spellation...) and their properties (mechanical, physical, chemical...). This development comes from complex mechanisms occurring at scales ranging from the atom to the micrometer (strain field, preferential diffusion...). Therefore, it is necessary to develop experimental or numerical methods at relevant scales - which depend on the microstructure and the mechanisms involved - to understand the phenomena observed at the macroscopic scale. To this end, two different approaches have been developed in this work : firstly, the formation of roughness at the surface of aluminum samples has been studied; secondly, characterizations of the oxidation of monocrystalline and polycrystalline aluminum substrates under different conditions (temperature, pressure, strain) have been performed. This comparison between numerical (by molecular dynamics) and experimental (especially by electrochemical impedance spectroscopy at local scale) approaches is not realized in a quantitative way but rather in order to obtain complementary point of views. In addition, it aims to provide, from the numerical approach, a vision of the atomic mechanisms of the phenomena which are observed experimentally.DIJON-BU Sciences Economie (212312102) / SudocSudocFranceF