Dissertations / Theses on the topic 'Zinc – Métallurgie'

Ce présent travail s'inscrit dans le cadre de l'élaboration de varistances Zn0 obtenues par ODAP. Son objectif principal est d'atteindre une meilleure compréhension des mécanismes intervenant au cours de la formation de la microstructure. Pour ce faire, une étude sur les cheminements et les réactions d'oxydation des espèces métalliques alliées a été entreprise. Les équilibres thermodynamiques des phases présentes ont été traduits dans le système zinc, antimoine, bismuth, oxygène. Les préparations préliminaires, d'alliages et de poudres métalliques ayant l'homogénéité et la pureté recherchées, ont nécessité la mise en oeuvre de dispositifs particuliers conçus au laboratoire. Les enseignements acquis, au cours de la partie théorique de cette étude, nous ont permis d'imaginer puis d'expérimenter une nouvelle méthode d'élaboration des varistances ZnO. Un brevet a été déposé avec la Société Ferraz filiale du groupe Péchiney. Le premier chapitre est consacré aux techniques expérimentales, aux produits utilisés aux techniques de caractérisation et aux diagrammes d'équilibres entre phases des systèmes métalliques. Dans le deuxième chapitre, nous étudierons les phénomènes relatifs au frittage, à travers la réaction transitoire faisant apparaître l'oxyde de bismuth liquide. Pour cela, nous synthétiserons les phases hautes températures par ODAP, nous déterminerons leur stabilité thermique puis nous définirons les températures des isothermes transitoires. Dans le troisième et dernier chapitre, nous définirons et expérimenterons un nouveau procédé à ODAP partiel, ayant pour vocation de stabiliser les oxydes thermolabiles.

Les varistances sont des composants électriques à résistivité variable en fonction du champ électrique qui leur est appliqué. Ces composants sont généralement utilisés dans les dispositifs de protection contre les surtensions. Ce travail vise à améliorer les connaissances liées à un procédé d’élaboration de varistances à fort champ de seuil par chimie douce et métallurgie des poudres. Dans un premier temps, la sensibilité des caractéristiques physico-chimiques des poudres à la teneur en dopants et à deux temps de mûrissement des poudres en suspension après synthèse a été vérifiée. Les propriétés physico-chimiques des poudres synthétisées ne sont pas affectées par la modification de ces paramètres. Les mécanismes de frittage en four conventionnel sont ensuite étudiés par la méthode MSC et par la mise en place d’un plan d’expériences, portant sur trois paramètres : la vitesse de montée en température, la température et la durée de palier. Ces études ont conduit à comparer la densification de matériaux avec et sans sodium et à établir les conditions de frittage permettant d’obtenir les spécifications requises. Les températures utilisées permettent de conserver une faible taille de grain, d’obtenir une densité élevée et un champ de seuil conforme aux spécifications. Enfin, le frittage de céramiques par micro-ondes a été évalué : celui-ci est possible par chauffage sous champ magnétique et permet de raccourcir les durées de frittage et d’atteindre une densité et une taille de grain similaires à celles observées en frittage conventionnel. Toutefois, du fait des fortes rampes de température utilisées, ces matériaux présentent de faibles caractéristiques électriques<br>A varistor is a variable resistor: its resistivity varies according to applied electric field. This type of component is generally used in surge suppressor systems. This work aims to improve knowledge on a high-field varistor elaboration-process by chemical route and powder metallurgy. First, the influence of dopants’ concentration and ripening durations after precipitation on powders’ physico-chemical properties were investigated. The synthesised powders’ characteristics were not affected by these process modifications. The sintering mechanisms were then studied both by the MSC-method and the use of a design of experiments, dealing with three parameters: the heating rate and the dwell temperature and duration. During these studies, the densification of the material was compared with and without sodium, and sintering conditions conducing to the desired properties were established. Used temperatures allowed to retain a small grain size and to obtain a high density and a breakdown field compliant with specifications. Finally, microwave sintering of ceramics was investigated: magnetic-field heating is possible and allows reducing drastically the sintering duration. The obtained densities and grain sizes are similar to those observed in conventional sintering. However, this materials show low electric properties, probably due to the high heating rates used in these experiments

Si une étude présente un caractère expérimental important, elle se heurte rapidement a la réalisation d'un très grand nombre d'essais, et par conséquent à des interprétations complexes et fastidieuses. Pour lever ces difficultés, une utilisation rationnelle de la méthodologie des plans d'expériences peut être effectuée. Cet outil a ainsi permis d'isoler les paramètres les plus importants vis-à-vis de l'absorption et la désorption de l'hydrogène au cours du procédé d'électrozingage. Nous avons montré que le produit peut se décomposer en deux sous-ensembles au comportement différent : le substrat d'acier et le dépôt de zinc. La meilleure méthode pour doser l'hydrogène piégé dans le dépôt est de réaliser sa fusion sous gaz vecteur et cette quantité est modifiée par les paramètres significatifs (c'est-a-dire ayant une influence) du zingage (chimie du bain, densité de courant, présence d'additifs organiques et interaction entre ces deux derniers paramètres). Cependant, il n'existe pas de corrélation entre cette mesure et le risque de fragilisation par l'hydrogène. Par contre, une corrélation est observée si nous effectuons les dosages par désorption sous vide à 300°C. Nous avons pu fixer des plages de valeurs, pour nos aciers, de concentration critique en hydrogène. Ainsi, dans le cas de l'acier au carbone xc55 martensitique, une valeur précise de la concentration critique, 0,75 cm3/100 g de métal, a été déterminée. Cependant, il n'est pas possible de généraliser cette limite a tous les aciers : en effet, si la quantité d'hydrogène diffusible ne varie pas avec la composition chimique ou le traitement thermique de l'acier, la concentration critique, elle, en dépend fortement ; ainsi, elle est inferieure a 0,13 cm3/100 g pour un acier 42 cd 4 traite a 44/46 hrc, alors que pour ce même acier traité à 37/39 hrc, elle est supérieure à 0,29 cm3/100 g. La concentration en hydrogène diffusible dans l'acier est essentiellement déterminée par la phase de décapage acide (pour l'absorption) et le dégazage industriel (pour la désorption). Cependant, l'effet limite de cette dernière opération incite à imposer une meilleure maitrise industrielle du décapage acide afin de limiter l'absorption de l'hydrogène dans le substrat. L'observation des facies micro fractographique de pièces cassées par rupture différée a permis de lever, en partie, l'ambiguïté sur l'origine de la rupture. Lorsque le facies est entièrement inter granulaire et avec une grande quantité de pattes d'oie, nous pouvons conclure avec certitude que la rupture est due a l'hydrogène en relation avec son piégeage sur les joints de grains, et une modification des mécanismes de déformation plastique.

Cette thèse a pour objet l' étude de la récupération des métaux contenus dans des boues produites par l'industrie de revêtement par voie électrolytique de tôles d'acier. Il est en effet nécessaire de développer des procédés de traitement de ces rejets et notre étude a plus particulièrement concerné un procédé de valorisation de boues d'électrozingage. Une étude thermodynamique a été conduite afin de déterminer les conditions chimiques adéquates pour mener à bien la complexation des métaux avec l'ammoniac. Les essais de lixiviation, réalisés sur des échantillons issus de deux usines de galvanoplastie, montrent la dissolution sélective et efficace des sels de zinc et de nickel. Une partie de ce mémoire est consacrée à la recherche bibliographique sur la codéposition de zincnickel ainsi que sur l'étude expérimentale du comportement électrochimique de ces métaux dans des milieux ammoniacaux synthétiques. Avec l' objectif de produire un alliage zinc-nickel à partir de ces bains, nous avons effectué de nombreux dépôts électrochimiques sur une électrode à disque tournant, puis observé ces dépôts au microscope électronique à balayage. Malgré les résultats prometteurs obtenus, nous avons montré par des calculs thermodynamiques que la pression de vapeur d'ammoniac en équilibre avec le bain électrolytique était préjudiciable à un développement plus approfondi de ce procédé. Nous avons alors proposé la glycine comme alternative à l'utilisation d'ammoniac. A cette fin, le même protocole d'étude que pour l'ammoniac a été utilisé. Le zinc et le nickel peuvent être récupérés à partir des deux types de boues par complexation avec la glycine avec de bons rendements. Le traitement électrolytique des solutions de lixiviation dans un réacteur discontinu a montré que, si le zinc était déposé de manière satisfaisante, la déposition de nickel semblait être inhibée par la glycine<br>This work was aimed at investigating the recovery of valuable metals eontained in sludges issued in steel plate plating factories. As a matter of fact, processes for the treatment of these wastes have to be developed, and our contribution has mainly concerned a valorisation process for zinc plating sludges. Thermodynamic calculations were carried out to determine the suitable conditions for complexation of zinc and nickel using ammonia. Leaching trials with solid samples issued from two factories, have shown the selective and efficient dissolution of both metal salts. A part of this dissertation deals with literature survey on co-deposition of zinc and nickel, together with the experimental investigation of the electrochemistry of these elements from synthetic ammonia-containing baths. In view to produce Zn-Ni alloy, numerous deposits were prepared at a rotating disk electrode and observed by electronic scanning microscopy. In spite of the promising results obtained, thermodynamic calculations of gas-liquid equilibria could show that the ammonia pressure over the electrolytic bath was high enough to hinder the further development of such process. An alternative solution to the use of ammonia was then suggested and glycine was considered through a similar approach. Zinc and nickel can be recovered with high yields from the two types of sludges by leaching using glycine. The electrolytic treatment of the leaching solutions in a discontinuous reactor showed that zinc could be deposited with satisfactory yields; in contrast, nickel deposition seems to be inhibited by glycine

L'etude de la microstructure de varistances a base d'oxyde de zinc et de dielectriques a base de titanate de baryum en presence de lif a ete realisee par microscopie electronique stem sur des echantillons amincis apres traitement thermique. Une attention particuliere a ete portee a la structure des joints de grains, aux phases intergranulaires et aux couches de segregation. Cette etude a permis d'une part de correler les microstructures et les proprietes electriques et d'autre part de preciser le mecanisme de frittage de ces ceramiques

Le travail rapporté dans cette thèse est consacré au développement de nouvelles cavités résonantes pour les dispositifs micro-ondes monomodes, dans le but de traiter des matériaux à hautes températures. Le travail de conception mené a permis de mettre en œuvre un dispositif permettant de réaliser des traitements thermiques à des températures supérieures à 1500°C. Les nouveaux dispositifs micro-ondes monomodes ont ainsi été exploités pour le frittage de différentes céramiques oxydes. L’apport de ce nouvel applicateur a, par exemple, été démontré au travers du frittage de l’oxyde de zinc. L’étude menée a permis d’avancer l’existence probable d’un effet d’origine athermique au cours du frittage de cet oxyde, lié à l’apparition d’une pression électromagnétique. Le procédé de frittage micro-ondes a également été employé dans le cadre d’une étude sur le frittage micro-ondes de l’oxyde de titane rutile. Il a été montré que l’utilisation de ce mode de chauffage permet d’abaisser significativement la température nécessaire à la densification de ce matériau, et, ce faisant, permet une amélioration significative de ses propriétés diélectriques. Enfin, la densification de l’alumine a été réalisée avec succès à l’aide de différentes cellules de frittage constituées d’un suscepteur, et développées spécialement pour ce matériau. La cohérence entre les résultats expérimentaux et les simulations numériques, viennent appuyer l’idée selon laquelle la nature du suscepteur (propriétés diélectriques, géométrie) est un paramètre primordial. Il a été également étudié l’élaboration de pièces de grandes dimensions, d’un diamètre supérieur à 50mm et parfaitement dense<br>A new microwave single mode cavity was developed to study microwave heating at very high temperature, up to 1500°C. The as developed system, working at 2450 MHz was used to sinter different ceramic oxides. First, zinc oxide material was sintered and the study showed that there is probably a non thermal effect provided by microwave. This non thermal effect was attributed to an electromagnetic pressure. Microwave sintering of pure rutile TiO2 was conducted as well without the use of any susceptor. Almost fully dense TiO2 samples were obtained, and results showed that the microwave process allows lowering the sintering temperature by at least 150°C with respect to the conventional process, and therefore improved dielectric properties were done. Finally, a study on the microwave sintering at high temperature has been done, leading to the development of specific assembly with susceptor, allowing the sintering of alumina. Experimental results and numerical simulations lead us to conclude that the nature of the susceptor (its dielectric properties) highly influences the sintering behavior of alumina. It has been also studied the scaling up of the single mode microwave sintering process, to produce sample, having a diameter greater than 50 mm

L'objectif de cette thèse est de mieux comprendre les mécanismes de relargage et de rétention des polluants (Pb, Zn) lors de l'altération des scories métallurgiques de type lead blast fumace (première fusion du plomb). Dans un premier temps, une caractérisation détaillée de ce matériau partiellement vitrifié a établi : (1) que la matrice vitreuse, auparavant supposée homogène et majoritaire, est caractérisée par un début de cristallisation fractionnée massive de nano-oxydes de fer substitués en zinc (magnétite, wüstite ou franklinite) et (2), que Pb est uniquement contenu dans des phases bien individualisées. En régime dynamique dans des conditions de lixiviation très éloignées de l'équilibre (au contact d'une eau pure) la phase vitreuse et les billes de plomb métal sont les deux principales phases à s'altérer. A l'inverse, les oxydes de fer cristallisés sont relativement stables. La dissolution sélective de la phase vitreuse entraîne la libération des éléments modificateurs du réseau vitreux (Ca Na, Mg, Mn. . . ) et la formation d'une pellicule d'altération aux propriétés non protectrices. Elle est peu dense et constituée des éléments les moins mobiles (Si, Al et Fe). Cependant, l'altération de la phase vitreuse est parfois totalement inhibée alors que l'écart à l'équilibre est maintenu très grand lors des essais. Grâce à ces résultats, un modèle d'altération des scories et de transfert des polluants a été proposé. Dans ce modèle, l'altération de l'assemblage de phases est dépendant de facteurs cinétiques et de la dissolution sélective de la phase vitreuse. Ce modèle a été simulé à l'aide des codes de calculs géochimiques CHESS et de réaction-transport HYTEC.

Devant l’augmentation constante de la demande énergétique mondiale, la protection des installations électriques contre les effets de la foudre ou des instabilités du réseau nécessite des équipements toujours plus performants et adaptés. La technologie céramique apporte une solution à ce problème grâce à des dipôles à base d’oxyde de zinc possédant des propriétés électriques non linéaires se traduisant par une décroissance de leur résistance à mesure que la tension augmente. La tendance actuelle dictée par des défis technico-économiques et les nouvelles normes européennes conduit à réduire le poids et les dimensions de ces dipôles ou varistances : L’objectif et les principaux résultats de cette thèse sont : 1- Transfert à l’échelle pilote (100kg) de varistances miniaturisées à très haute tenue énergétique pouvant supporter plus de 300J.cm-3 en onde rectangulaire de courant de 800A en conformité avec la norme CEI 600 99-4 de 2006 [Classe III 10kA-5kV] 2- Pour atteindre les objectifs, il a été nécessaire d’abaisser les tensions d’écrêtage de 3%±0.2%. Ce fléchissement est apparemment modeste mais il est associé à une augmentation de la densité de courant traversant la céramique de plus de 30%<br>With the constant increase of world energy demand, the protection of electrical installations against the effects of lightning or network's instabilities, requires equipment more powerful and adapted. Ceramic technology brings a solution to this problem thanks to zinc oxide dipoles having nonlinear electric properties resulting in a decrease of their resistance as the tension increases. The current trend driven by technico-economic challenges and new European standards results in reducing the weight and dimensions of these dipoles or varistors: The objective and the principal results of this thesis are: 1- Transfer on the semi-industrial scale (100kg) of miniaturized varistors with very high energy capability being able to support more 300J.cm-3 in rectangular wave of current of 800A in conformity with standard CEI 600 99-4 of 2006 [Class III 10kA-5kV] 2- To achieve these goals, it was necessary to lower the clamping voltage of 3%±0.2%. This bending is apparently modest but it is associated with an increase of current density crossing the ceramics of more than 30%

Ce travail concerne l'étude de l'évolution au cours du dégazage à chaud d'une poudre d'alliage d'aluminium X7091 concernant 6.3% de zinc, 2.2% de magnésium et 1.6% de cuivre. En l'absence de traitement thermique et gazeux, l'alliage X7091 est recouvert d'une couche d'oxydes hydratés qui assure un rôle protecteur vis-à-vis de l'oxydation et de la sublimation des éléments alliés. La stabilité de cette couche est essentiellement fixée par sa teneur en eau de constitution, elle-même fonction des conditions de température et de pression. Pour une perte en eau critique de 0,1% en masse, il y a précipitation d'une nouvelle phase oxydée à travers laquelle le zinc et le magnésium sont susceptibles de diffuser. Dès lors, il y a compétition entre le phénomène de sublimation et celui d'oxydation. La nature de l'atmosphère gazeuse environnante est alors déterminante sur le type de processus mis en jeu. En présence d'oxygène ou de vapeur d'eau, l'oxydation du magnésium devient importante et la couche de magnésie formée assure à nouveau un effet protecteur vis-à-vis du départ du zinc. La mise au point d'un modèle représentant l'évolution des couches superficielles et son application aux résultats expérimentaux conduit à la détermination des valeurs des coefficients de diffusion de l'eau dans la couche d'oxydes et du magnésium dans l'oxyde. Les informations obtenues sont exploitables à l'échelon industriel. Elles ont permis la détermination des conditions optimales de dégazage de l'alliage X7091 et par suite la fabrication de pièces mécaniques saines aux côtes finies.

Entre le milieu du XIXème et du XXème siècle, le secteur sidérurgique a été l’une des principales sources de richesse en France. Toutefois, la production de ferromanganèse a généré une quantité considérable de déchets, notamment lors du lavage des fumées des hauts fourneaux. Ces boues d’épuration, riches en zinc (Zn), manganèse (Mn) et plomb (Pb) (5 à 40% en masse), ont été déposées dans des bassins de décantation en périphérie des sites sidérurgiques. Depuis la fermeture des usines, ces terrains sont restés en l’état et certains, comme à Pompey (Lorraine), ont été progressivement colonisés par la végétation. Compte tenu des risques sanitaires liés aux concentrations en métaux, une décontamination semble inévitable. Néanmoins, on prend conscience aujourd’hui de l’épuisement des ressources, et ces bassins apparaissent comme un gisement de ressources secondaires. Ce travail vise à développer un procédé hydrométallurgique pour extraire Zn, Mn et Pb de ces résidus, dans l’optique de récupérer ces métaux sous forme pure et revalorisable, tout en décontaminant ces sites. Tout d’abord, les expériences ont permis déterminer les conditions optimales (quantité d’acide, temps, température, ajout de réactifs, densité de pulpe) pour parvenir à extraire sélectivement Zn et Mn contenus dans les boues et former un résidu riche en Pb. Le Zn a été ensuite récupéré sous forme de ZnO ou ZnS par précipitation ou sous forme métallique par électrodéposition. Enfin, le Mn a été précipité sous forme de MnCO3 avec une concentration acceptable en impuretés. Une étude technico-économique a été réalisée pour évaluer l’intérêt de l’industrialisation du procédé<br>During the XIXth and XXth centuries, steel industry has been one of the main sources of wealth in France. However, ferromanganese manufacturing has produced huge quantities of wastes, for instance after blast-furnace gas washing. The residual sludge, containing high concentrations of zinc (Zn), manganese (Mn) and lead (Pb) (5 to 40 wt %), has been deposited in ponds, in the vicinity of steel-making plants. Since plant closure, these fields have been left untouched; some of them, like in Pompey (Lorraine) have been colonized by vegetation. These sites may be considered as a threat to health and environment and should be cleaned up. Nevertheless, with awareness of metal shortage, these ponds may be considered as deposits of secondary resources. This works aims at designing a hydrometallurgical process to extract Zn, Mn and Pb from these residues and recover them in a valuable form, while decontaminating the sites. At first, experiments have enabled us to determine the optimal conditions (acid concentration, duration, temperature, reactant addition, pulp density) to extract selectively Zn and Mn from the sludge and leave a Pb-rich residue. Then, Zn was recovered as ZnO or ZnS after precipitation or as Zn after electrowinning. Mn was recovered as MnCO3 at an acceptable purity. A technico-economic study has been done to assess the industrial interest of the process

Les revêtements GalvAnnealed (GA), constitués de phases Fe-Zn, sont utilisés pour protéger les aciers contre la corrosion. Ces revêtements sont réalisés en trois étapes principales: le recuit de recristallisation, l'immersion dans un bain de zinc contennant de 0,11 à 0,13% poids d'aluminium et le traitement thermique du revêtement de zinc. Lors de la première étape, l'oxydation sélective des éléments d'alliage se produit à la surface de l'acier. Dans le cas des aciers chargés en éléments d'alliage (TRansformation Induced-Plasticity), les oxydes sélectifs sont connus pour créer des problèmes de réactivité entre l'acier et le zinc liquide. L'état d'oxydation sélective dépend du point de rosée (PR) de l'atmosphère de recuit. La formation du revêtement Fe-Zn implique des réactions complexes: la formation de la couche d'inhibition, sa rupture, la consommation du zinc et l'enrichissement en fer. Dans ce travail, l'effet du PR de l'atmosphère de recuit sur l'oxydation sélective et la formation du revêtement sur un acier TRIP MnAl a été étudié. Il a été montré que l'atmosphère de recuit influe principalement sur la morphologie (films ou nodules) et la localisation des oxydes par rapport à la surface de l'acier (externe / interne). Les résultats expérimentaux sont en accord avec les calculs thermodynamiques. Indépendamment du PR, la couche d'inhibition est constituée de deux phases, δ (FeZn7) et Fe2Al5Znx. Les oxydes externes formés lors du recuit sont incrustés dans ces phases. La couche d'inhibition ne bloque les réactions Fe-Zn que temporairement. Lors du traitement galvannealing, la rupture de la couche d'inhibition se produit par deux mécanismes réactionnels qui dépendent de l'état d'oxydation sélective. Globalement, les films d'oxyde (bas PR) incrustés dans la couche d'inhibition ont un effet retardateur sur les réactions Fe-Zn par rapport aux oxydes nodulaires (haut DP)<br>GalvAnnealed (GA) coatings, composed of Fe-Zn phases, are used to protect steels against corrosion. These coatings are produced in three main steps, namely recrystallization annealing, immersion in a zinc bath with 0.11 to 0.13 wt.% aluminum and heat treatment of the zinc coating. In the first step, the selective oxidation of the alloying elements occurs at the steel surface. In the case of high alloyed steels (e.g. TRansformation-Induced Plasticity), the selective oxides are known to be detrimental for the reactions between the steel substrate and liquid zinc. The selective oxidation state depends on the dew point (DP) of the annealing atmosphere. The coating formation involves complex reactions: the inhibition layer formation, its breakdown, the liquid zinc consumption and the iron enrichment. In this work, the effect of the DPof the annealing atmosphere on the selective oxidation and the coating formation on a TRIP MnAl steel was investigated. It was shown that the annealing atmosphere mainly affects the morphology (films or nodules) and the location of the selective oxides with respect to the steel surface (external / internal). The experimental results are in line with the thermodynamic calculations. The inhibition layer is composed of two phases, δ (FeZn7) and Fe2Al5Znx, irrespective of the DP. In addition, it contains the external oxides formed during the first step. The inhibition layer hinders the Fe-Zn reactions only temporarily. Depending on the selective oxidation state, during galvannealing treatment the inhibition layer rupture occurs by two different reaction mechanisms. Globally, the oxide films (low DP) embedded in the inhibition layer, delay the Fe-Zn reactions compared to nodular oxides (high DP)

Des poudres Mg-xZn-yAl (x = 1, 3 et y = 8, 15 ou 20% at) de 50 à 100 micromètres ont été élaborées par pulvérisation centrifuge et consolidées par extrusion à chaud. Il y a recristallisation dynamique dans la filière: on passe d'une structure dendritique biphasée (matrice alpha et précipité béta Mg₁₇Al₁₂) à gros grains (10 micromètres) à une structure biphasée à grains submicroniques ( 0. 7 micromètre). La répartition des éléments zinc et aluminium entre matrice et précipités, et donc la fraction volumique fv, ont été déterminées par mesure des paramètres en DRX. On observe une augmentation linéaire du module d'Young et de la microdureté des alliages avec fv. La texture de déformation développée initialement dans la filière n'est pas complètement effacée par la recristallisation dynamique: ceci conduit à des comportements différents en traction et en compression, et cela malgré la finesse du grain. À 20°C on mesure des limites d'élasticité de l'ordre de 500MPa pour quelques % de ductilité. Au dessus de 150°C le matériau se déforme de façon superplastique. Les courants de corrosions mesurés sont de l'ordre de 20 microampères par centimètre carré. La perte de masse en milieu NaCl 3% est dix fois plus faible pour les alliages solidifiés rapidement. La corrosion est de type galvanique, et son amplitude est diminuée par l'affinement de la microstructure. L’ajout d'aluminium augmente la passivité, celle de zinc le potentiel de corrosion, ces effets sont bénéfiques. Le pouvoir inhibiteur des carboxylates de sodium est étudié en fonction de la longueur de la chaine. Le taux d'inhibition augmente avec celle-ci et peut atteindre 96%. La meilleure formulation est susceptible d'être substituée aux chromates en milieu faiblement agressif

Le frittage micro-ondes est connu pour être une technique de frittage prometteuse. En effet, ce procédé présente comme avantages une réduction de la durée des traitements thermiques et un gain énergétique important par rapport aux procédés conventionnels. D'année en année, le frittage dans un environnement micro-ondes est étudié par un nombre croissant de chercheurs. Cependant, les raisons de l'effet bénéfique de ce type de frittage ne sont pas clairement identifiées.Dans ce contexte, l'objectif de ce travail a été de vérifier l'influence d'un champ électromagnétique à la fréquence de 2,45 GHz sur la densification de matériaux céramiques. Cet objectif passe donc par une étude comparative du frittage dans une enceinte micro-ondes et dans un four conventionnel. Cependant, la présence du champ électromagnétique dans un four micro-ondes ne permet pas l'utilisation des méthodes conventionnelles pour suivre le frittage. Ainsi, pour comparer les résultats, un dispositif expérimental original contenant un dilatomètre sans contact de haute résolution a été spécifiquement développé. Ce dispositif, permet aussi un suivi de la distribution de température à la surface de la pièce.Pour des cycles thermiques identiques, obtenus en frittage conventionnel et par micro-ondes, l'évolution de la densification de matériaux aux propriétés différentes a été comparée. Ces matériaux sont : l'alumine pure et dopée par 800ppm d'oxyde de magnésium, l'oxyde de zinc et l'hydroxyapatite silicatée. Pour chacun de ces matériaux, le couplage avec les micro-ondes et la répartition du chauffage à la surface de l'échantillon sont aussi discutés. Un effet bénéfique des micro-ondes sur l'évolution de la densification a été mis en évidence pour l'alumine avec ajout de MgO et de manière plus prononcée pour l'oxyde de zinc.

<p align="justify">Un simulateur de laboratoire de galvanisation continue a été conçu et utilisé pour l'étude des effets des paramètres de contrôle du procédé sur la prise d'aluminium interfacial avec un intérêt particulier porté té à la simulation de l'hydrodynamique de l'écoulement du liquide à la surface de la tôle ainsi qu'aux durées d'immersion extrêmement courtes inférieures à une seconde. Les effets de la concentration en aluminium et des températures de travail ont aussi été étudiés. Il a pu être montré que la prise d'aluminium est extrêmement rapide dans les premiers instants de la réaction et que la couverture complète de l'acier par la couche d'inhibition était assurée après le premier dixième de seconde. La réaction se poursuit avec une vitesse de croissance de la couche compatible avec la diffusion à l'état solide du fer à travers le produit formé. Un modèle mathématique décrivant les phénomènes est proposé. La microscopie de force atomique a été utilisée pour l'étude de la morphologie de la couche d'inhibition et la microanalyse X à sélection d'énergie pour la mesure de son épaisseur.</p><p><p><br>Doctorat en sciences appliquées<br>info:eu-repo/semantics/nonPublished

Ce travail traite d’un problème de pollution liée à la présence de métaux de base dans des passifs environnementaux issus d’un traitement métallurgique des minerais sulfureux cuivre – zinc provenant de la mine de Kipushi en République Démocratique du Congo. L’objectif principal de ce travail a été d’arriver à proposer des scénarios de gestion durable au passif environnemental de la filière présentant les risques environnementaux les plus élevés. Pour cela, on a d’abord procédé à une identification des différents problèmes environnementaux tout au long de la filière de traitement sur les quatre sites d’exploitation. Ensuite on a prélevé des échantillons puis procéder par des tests de disponibilité à la lixiviation à l’eau déminéralisée pour évaluer les fractions solubles des métaux de base présents et aussi par des tests de conformité de mise en décharge afin de classer ces rejets conformément à la directive européenne 2003-33-CE. Ainsi, les rejets Ex – UZK ont été identifiés comme les plus dangereux de la filière au regard de cette directive, car les quantités lixiviées de cuivre et de zinc dans ces rejets ont dépassé largement les limites fournies par la directive, et donc ils ne peuvent même pas être mis en décharge de classe I sans traitement métallurgique préalable pouvant permettre leur dépollution. <p>Par contre, les autres rejets de la filière, en l’occurrence les rejets de flottation de Kipushi et les scories de fusion pour matte de cuivre, peuvent eux être acceptés en décharge de classe I, sans traitement préalable au regard des limites fournies par la même directive. Les procédés de lixiviation acide chaude et de digestion ont été proposés et retenus comme scénarios de gestion durable à appliquer à ces rejets Ex – UZK, car ils se réalisent tous deux en milieu acide sulfurique d’une part et d’autre part leur application et surtout leur faisabilité en République Démocratique du Congo reste possible ;en outre ils aboutissent à des nouveaux rejets contenant le fer sous forme d’hématite, pouvant être stocké aisément et durablement dans la nature, ce qui est conforme au principe du développement durable. Nous avons tenté de modéliser ces deux scénarios en discutant et comparant la circulation des flux de matière dans les deux procédés, d’abord autour de chaque opération métallurgique unitaire, et ensuite sur l’ensemble du procédé. Ainsi nous avons pu chiffrer tous les flux entrant et sortant dans le système étudié, en considérant 1000 kg de rejets Ex –UZK alimentés. Cette quantification nous a permis de comparer les coûts opératoires de ces deux procédés. Les résultats obtenus dans la présente étude sont encourageants et nous ont permis de formuler des recommandations pour les études ultérieures éventuelles dont les résultats pourront l’enrichir davantage, notamment sur les aspects technologiques, économiques et environnementaux, de manière à faciliter les applications sur terrain.<p><p>This work deals with environmental liabilities consisting of base metals pollution due to metallurgical processing of copper – zinc sulphide ores in Kipushi mine in Democratic Republic of Congo. The main objective of this work was to propose sustainable management scenarios for the most important environmental liabilities from metallurgical sector. For this purpose, liabilities were first identified on four metallurgical plants. Then, leaching tests with deionized water were carried out to assess the soluble fractions of base metals. These effluents were also classified according to the test described in european decision 2003-33-EC, which determines the conformity of waste to landfill. Ex – UZK effluents are the most dangerous from this sector, according to this directive, since the quantities of leached copper and zinc were far beyond the limits :they cannot be sent to class I landfill without prior metallurgical processing. However, other effluents like flotation wast and Lubumbashi slag originating from melting for copper matte, are acceptable without prior treatment. Hot acid leaching and digestion were proposed as sustainable management scenarios for to these Ex – UZK waste because :both can be performed in sulfuric acid and they are feasible in Democratic Republic of Congo. They also lead to an iron – rich waste consisting of hematite that can be stored easily and sustainably in nature, which is consistent with the principle of sustainable development. We have modeled these two scenarios by discussing and comparing the flows in both processes, first for each individual metallurgical unit process, and then for the whole chain of value. So we could assess all the inputs and outputs of the studied system, expressed per ton of Ex – UZK waste. The operating costs of both processes were calculated and compared. The results are encouraging. Recommendations were proposed for further studies, in order to investigate more deeply the technological, economical and environmental aspects, to facilitate the final application.<br>Doctorat en Sciences<br>info:eu-repo/semantics/nonPublished