Conception de nouveaux alliages d’aluminium à haute résistance et à grains ultrafins au moyen de la décomposition spinodale – SpinodalDesign

Les besoins de réduction des émissions de gaz à effets de serre dans les transports – automobiles, aéronautique – rendent indispensable la mise au point d’alliages légers présentant des propriétés mécaniques au-delà de celles atteintes par les procédés traditionnels. L’objectif du projet SpinodalDesign est de concevoir de tels alliages à base aluminium, en combinant une nanostructure de défauts cristallins issue de la déformation plastique intense, et une nanostructure de distribution des espèces chimiques obtenue par décomposition spinodale et mise en amas. Réussir la combinaison de ces méthodes de durcissement nécessite de lever un certain nombre de verrous scientifiques et technologiques, définissant les axes du projet. Premièrement, un vaste espace de conception d’alliages sera exploré par une approche combinatoire, basée sur des matériaux à gradient de composition, soumis à des procédés de déformation intense. Pour cela, une approche de caractérisation haut débit couplée à des calculs thermodynamique est proposée. Deuxièmement, l’évaluation des interactions entre dynamique des transformations de phases et l’évolution des défauts structuraux, permettra de définir les conditions d’une synergie entre ces évolutions. Enfin, les nanostructures obtenues seront mises en lien avec les propriétés mécaniques de limite d’élasticité et de déformabilité, afin de guider leur optimisation.
Les équipes impliquées, dont deux entretiennent des collaborations de longue date, mettront en œuvre de manière complémentaire des techniques avancées d’élaboration et de caractérisation des matériaux nanostructurés, avec un effort particulier sur les mesures in-situ pour suivre les dynamiques de transformation. Les alliages définis lors du projet, conçus pour combiner nanostructure de défauts structuraux et nanostructure chimique, seront adaptés à des procédés industrialisables pour le développement de solutions de transports à plus faible émission de gaz à effet de serre.