Pierre GUERIN – Effet des impuretés issues du recyclage sur la formabilité des alliages d'aluminium pour l'automobile : influence des particules intermétalliques étudiée par la variation des procédés de transformation et des approches orientées données

Jury

Mr. Warren POOLE : Full professor, The University of British Columbia (UBC), Rapporteur
Mme. Mathilde LAURENT-BROCQ : Chargée de recherche HDR, Institut de chimie et des matériaux (ICMPE), Rapporteure
Mme. Aude SIMAR : Professeure, Université catholique de Louvain (UCL), Examinatrice
Mr. Thilo MORGENEYER : Directeur de recherches, Mines de Paris (PSL), Examinateur
Mr. Alexis DESCHAMPS : Professeur, Université Grenoble Alpes (UGA), Directeur de thèse
Mme. Fanny MAS : Ingénieure docteure, Constellium C-TEC, Invitée

Abstract

L’utilisation des alliages d’aluminium pour applications automobiles est en forte croissance, car ceux-ci permettent de réduire le poids des véhicules et donc leurs émissions de gaz à effet de serre (GES). Ces alliages d’aluminium sont amenés à contenir une part croissante de métal issu du recyclage pour réduire leur empreinte carbone, ce qui entraîne des variations dans la composition des alliages, en particulier en ce qui concerne les impuretés. Dans les alliages de la famille 6000 (Al-Mg-Si), la présence accrue d’éléments à faible solubilité, comme Mn et Fe, peut avoir un impact important sur leur formabilité.

L’objectif de cette thèse est d’aboutir à une meilleure compréhension de l’effet des paramètres microstructuraux caractérisant les phases intermétalliques à base de Fe et Mn sur les propriétés de formabilité de ces alliages. La première étape a consisté à développer l'expérimentation permettant de quantifier les propriétés des intermétalliques et dispersoïdes, à partir de variations de composition et du procédé. Des critères de ductilité locale mesurés sous deux modes de chargement ont été définis et comparés à des critères traditionnels ainsi qu'à des essais classiques de l’industrie, comme le pliage. Ces étapes ont permis de relier les paramètres du procédé aux propriétés microstructurales et mécaniques à l’état T4, et ainsi de constituer une base de données. Cette dernière a pu être exploitée par des outils d'étude statistique et d’apprentissage machine, ce qui a permis d’identifier les paramètres relatifs aux particules intermétalliques qui gouvernent la rupture dans un mode de chargement uni-axial et en déformation plane, à la fois en traction et en pliage, et ainsi de proposer des pistes de mitigation des effets néfastes des impuretés.