Traitements superficiels par faisceaux à haute densité d'énergie

Dans l’évolution des matériaux modernes, les multimatériaux tiennent une place privilégiée car ils permettent de concilier des propriétés incompatibles dans un matériau unique. Ils sont aussi maintes fois la source de substantielles économies. Or, c’est fréquemment par les traitements localisés ou superficiels que l’on peut réaliser des multimatériaux performants.

Dans l’ensemble des traitements thermiques des aciers, la part des traitements thermiques superficiels ne cesse d’augmenter au fil des années par rapport à celle des traitements dans la masse (40 % prévu en 2000 contre 10 % estimé en 1975).

Les densités de puissance (ou intensités laser) disponibles par les sources utilisées pour les traitements superficiels des matériaux sont les suivantes :

• Chalumeau : 1,5 × 10 ³  W/cm ²

• Induction : 2,5 × 10 ⁴  W/cm ²

• Fusion à l’arc : 5 × 10 ⁴ à 10 ⁶ W/cm ²

• Plasma : 5 × 10 ⁴ à 10 ⁸ W/cm ²

• Faisceau laser et faisceau d’électrons : 10 ⁸ à 10 ¹⁰ W/cm ²

Parmi les techniques utilisées pour les traitements thermiques superficiels, la plus récente met en œuvre des faisceaux à haute densité d’énergie FHDE (faisceaux laser et faisceau d’électrons).

Les possibilités d’utilisation de ces sources foisonnent car leur utilisation réduit les risques de déformations et permet une bonne productivité et une grande flexibilité, notamment pour le laser, où la conduite du faisceau par des systèmes optiques appropriés rend possible le traitement de zones difficilement accessibles par d’autres procédés.

La brièveté des cycles thermiques, grâce à l’extrême puissance mise en jeu, permet l’obtention de structures originales et nouvelles, difficiles ou impossibles à obtenir par d’autres moyens.

Cependant, si beaucoup de travaux de recherche sont entrepris, les applications industrielles sont plus rares