L’objectif de ce travail consiste à développer un nouveau potentiel SMTB-Q, puis à l’incorporer dans un code de dynamique moléculaire (DM) afin d’étudier les premiers stades de l’oxydation de l’aluminium. Le potentiel peut modéliser les différents polymorphes de l’alumine ainsi qu’une transition de la phase amorphe vers une phase cristalline. Notre approche couple un terme covalent avec la charge. Il utilise le schéma de Rappé et Goddard pour la partie électrostatique et le modèle du réseau alterné de C. Noguera pour la partie covalente. Le potentiel SMTB-Q obtenu est validé par une approche Monte Carlo. Nous y présentons les outils utilisés pour l’optimisation du potentiel ou analyser les résultats obtenus pour les situations hétérogènes. Cette étude permet de montrer que le potentiel SMTB-Q donne une description satisfaisante de la liaison Al-O dans différentes configurations atomiques. Cette liaison résulte de la compétition entre trois contributions énergétiques : électrostatique, covalente et répulsion de Pauli entre les oxygènes. Après son incorporation dans le logiciel LAMMPS, le potentiel SMTB-Q est utilisé en DM pour l'étude d'oxydes à stœchiométrie constante. Les transitions de phases de l’alumine sont étudiées sous haute pression et en température. Le problème du changement de stœchiométrie de l’oxyde est traité à partir de l'étude de diverses structures de différentes stœchiométries. Nous introduirons la liaison métallique dans le potentiel. La superposition des liaisons iono-covalentes et métalliques sera étudiée pour des systèmes métal/oxyde. Enfin, nous discuterons du formalisme du potentiel SMTB-Q face au changement de stœchiométrie dans l’oxyde.

L'AUGMENTATION DE LA TEMPERATURE DE CERTAINS COMPOSANTS DE TURBINES AERONAUTIQUES AMENE A ENVISAGER DE SUBSTITUER AUX SUPERALLIAGES BASE NICKEL QUI LES CONSTITUENT ACTUELLEMENT D'AUTRES MATERIAUX PLUS REFRACTAIRES, COMME LES ALLIAGES DE NIOBIUM CONTENANT LES ELEMENTS TI, AL, CR, V ET MO. DEUX ASPECTS ONT ETE DEVELOPPES: LE DURCISSEMENT ET LA RESISTANCE A L'OXYDATION A HAUTE TEMPERATURE. LE PREMIER POINT A NECESSITE LA CARACTERISATION DES PHASES DES ALLIAGES NBTIAL. L'ETUDE DE AL, TI, CR, V ET MO SUR LES CINETIQUES D'OXYDATION ET SUR LES OXYDES FORMES A PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE PLUSIEURS MECANISMES D'OXYDATION. LA FORMATION D'OXYDES D'ELEMENTS D'ALLIAGES PLUS STABLES ET PLUS PROTECTEURS QUE NB205 COMME CERTAINS OXYDES MIXTES OU L'ALUMINE A ETE ETUDIEE. LA FORMATION D'ALUMINE SUR DES ALLIAGES DE NIOBIUM NECESSITE DES CONCENTRATIONS ELEVEES EN TI ET AL, L'ADDITION DE CR ET V EN FAIBLE QUANTITE ET DES TEMPERATURES D'OXYDATION ELEVEES. A PLUS BASSE TEMPERATURE, LA FORMATION D'AUTRES OXYDES COMME ALNBO4 ENTRAINE UNE RESISTANCE A L'OXYDATION INTERESSANTE POUR DES CONCENTRATIONS EN ELEMENTS D'ALLIAGES MOINS ELEVEES QUE CELLES REQUISES POUR LA FORMATION D'ALUMINE. L'ETUDE DES MECANISMES D'OXYDATION EST BASEE SUR UNE APPROCHE THERMODYNAMIQUE ET DIFFUSIONNELLE. DES CONSTANTES CINETIQUES RELATIVEMENT FAIBLES ONT ETE OBTENUES. CEPENDANT LA FORMATION DES OXYDES PROTECTEURS NECESSITE L'ADDITION D'ELEMENTS EN CONCENTRATION SUFFISANTE POUR CONDUIRE DANS DE NOMBREUX CAS A UNE PRECIPITATION DE PHASES FRAGILISANTES

ETUDE DE LA FORMATION DE COMPLEXE SUPERFICIEL ENTRE LES COMPLEXES DE RHODIUM ET LA SILICE, L'ALUMINE, L'OXYDE DE TITANE ET LA MAGNESIE ET DETERMINATION DE LA REACTIVITE DE CE LIGANDE SUPPORTE VIS-A-VIS DE L'HYDROGENE MOLECULAIRE, DU MONOXYDE DE CARBONE ET DES ALKYLPHOSPHANES

CE TRAVAIL CONCERNE LA FORMATION DE COMPOSES MIXTES ION METALLIQUE-ION ALUMINIUM-CONTRE IONS LORS DE L'IMPREGNATION D'UNE ALUMINE GAMMA PAR UNE SOLUTION DU PRECURSEUR METALLIQUE. LA FORMATION D'HYDROXYCARBONATE LI/AL (HDC LI/AL) EN SURFACE DE L'ALUMINE LORS DE SON IMPREGNATION PAR UNE SOLUTION CONTENANT L'ION LITHIUM EST ETABLIE AUX PH NEUTRE ET BASIQUES. DES MESURES DE POTENTIEL ZETA PERMETTENT D'ESTIMER LE TAUX DE RECOUVREMENT DE L'ALUMINE PAR L'HDC LI/AL DANS LES SYSTEMES LI +/AL 2O 3. COMME COROLLAIRE, ELLES MONTRENT L'EXISTENCE DE CHARGES RESIDUELLES POSITIVES EN SURFACE DE L'HDC LI/AL. L'ETUDE DES SYSTEMES ALUMINE/OXYANIONS OU POLYOXYANIONS MOLYBDIQUES EN SOLUTION MET EN EVIDENCE, POUR LA PREMIERE FOIS A NOTRE CONNAISSANCE, LA FORMATION DE DEUX ENTITES MIXTES MO/AL DIFFERENTES A LA SURFACE DU SUPPORT. LEURS NATURES DEPENDENT DU PRECURSEUR UTILISE : L'HYDROXYMOLYBDENOALUMINATE SE FORME LORS DE L'IMPREGNATION DE L'ALUMINE PAR UNE SOLUTION DE MOLYBDATE DE SODIUM TANDIS QUE LA FORMATION D'HEXAMOLYBDENOALUMINATE D'AMMONIUM EST LA CONSEQUENCE DE L'UTILISATION D'UNE SOLUTION D'HEPTAMOLYBDATE D'AMMONIUM COMME PRECURSEUR. LES CINETIQUES DE DISSOLUTION DE L'ALUMINE EN ABSENCE ET EN PRESENCE D'IONS METALLIQUES (LI +, K +, ZN 2 +, MOO 4 2 , MO 7O 2 4 6 ) MONTRENT QUE LA REACTIVITE DE L'ALUMINE EN SOLUTION AQUEUSE EST LOIN D'ETRE NEGLIGEABLE. L'OBSERVATION DIRECTE DE LA GERMINATION HOMOGENE DE L'HDC LI/AL DANS LE SYSTEME LI +/AL 2O 3 IMPOSE DE NE PLUS RESTREINDRE LES INTERACTIONS OXYDE/IONS METALLIQUES EN SOLUTION A LA SEULE INTERFACE : L'INTERFACE EST RELATIVEMENT PERMEABLE. NOUS PROPOSONS UN MECANISME PAR DISSOLUTION-PRECIPITATION QUI EXPLIQUE LA FORMATION D'ENTITES DE SURFACE COMPRENANT DE L'ALUMINIUM ISSU DU SUPPORT : L'ALUMINE SE DISSOUT DES SON CONTACT AVEC LA SOLUTION AQUEUSE, LORSQUE LA SURSATURATION NECESSAIRE A LA GERMINATION HETEROGENE DE L'ENTITE DE SURFACE EST ATTEINTE, CELLE-CI PRECIPITE SUR LE SUPPORT. CE MECANISME EST EN BONNE ADEQUATION AVEC L'ENSEMBLE DES RESULTATS.