LE CARACTERE NON FRAGILE DES COMPOSITES SIC/SIC, CONSTITUES DE FIBRES NICALON SIC EX POLYCARBOSILANE DANS UNE MATRICE SIC OBTENUE PAR DEPOT CHIMIQUE EN PHASE VAPEUR, EST ETROITEMENT LIE A L'EXISTENCE D'UNE INTERPHASE PYROCARBONE ENTRE LA FIBRE ET LA MATRICE (COMPOSITES SIC/C/SIC). EN L'ABSENCE DE REVETEMENT DE PROTECTION ANTIOXYDATION, LES PROPRIETES MECANIQUES DE CE MATERIAU SONT SUSCEPTIBLES D'EVOLUER EN PRESENCE D'OXYGENE A HAUTE TEMPERATURE. CETTE ETUDE, ABORDEE PAR L'EMPLOI DE METHODES DE CARACTERISATION NON DESTRUCTIVE, PORTE SUR LES CORRELATIONS EXISTANT ENTRE LE COMPORTEMENT MECANIQUE DE COMPOSITES MODELES SIC/C/SIC BIDIRECTIONNELS ELABORES PAR LA SOCIETE EUROPEENNE DE PROPULSION ET LES PARAMETRES D'ENVIRONNEMENTS: TEMPERATURE, ATMOSPHERE ET PRESSION GAZEUSE. DEUX MONTAGES UTILISANT LA PROPAGATION D'ONDES ULTRASONORES EN MODE BARRE LONGUE POUR ACCEDER IN SITU AU MODULE D'ELASTICITE UNIDIRECTIONNEL DU MATERIAU ONT ETE DEVELOPPES. LE PREMIER PERMET D'ETUDIER L'EFFET DE CYCLAGES THERMIQUES LENTS ENTRE 20C ET 1550C OU DE VIEILLISSEMENTS ISOTHERMES (JUSQU'A 100 HEURES) CONDUITS SOUS ATMOSPHERE CONTROLEE (OXYDANTE OU NON), ET LE DEUXIEME PERMET D'EVALUER L'ENDOMMAGEMENT RESULTANT DE CYCLES DE FATIGUE THERMIQUE SOUS AIR. PAR SA GRANDE SENSIBILITE AUX EVOLUTIONS MICROSTRUCTURALES INTERVENANT DANS LE MATERIAU, LE SUIVI DU MODULE D'ELASTICITE A PERMIS D'ANALYSER LES PROCESSUS D'OXYDATION AFFECTANT LES PROPRIETES INTERFACIALES. LES PRINCIPAUX MECANISMES MIS EN JEU ONT ETE IDENTIFIES ET L'INFLUENCE DE PLUSIEURS PARAMETRES A ETE MISE EN EVIDENCE: DIMINUTION DE MODULE D'YOUNG LIEE A LA COMBUSTION DE L'INTERPHASE CARBONE ET AUGMENTATION DUE A SON REMPLACEMENT PAR DE LA SILICE. UNE MODELISATION PERMET DE COMPRENDRE L'INFLUENCE CAPITALE QUE PEUVENT AVOIR LA TEMPERATURE ET L'EPAISSEUR INITIALE D'INTERPHASE SUR LES MECANISMES D'OXYDATION

Ce mémoire présente l’étude de protections anti-oxydation (PAO) de matériaux composites SiC/SiC. Ces matériaux sont dotés de propriétés spécifiques (légèreté, résistance aux chocs thermiques et tenue mécanique à haute température) par l’association de fibres et d’une matrice SiC liées par une interphase en carbone. Néanmoins, cette interphase s’oxyde dès 400°C entraînant la décohésion entre les fibres et la matrice et ainsi la perte des propriétés mécaniques. En vue d’applications dans le domaine de l’aéronautique civile, la PAO doit être opérationnelle à basse température (400-650°C) et sur de longues périodes (de l’ordre de plusieurs milliers d’heures). Deux types de protections ont été proposés et étudiés: (i) une protection rigide formée par traitement thermique d’un mélange entre une solution de phosphate d’aluminium et de silice. La structure du revêtement a ensuite été caractérisée par RMN, DRX et MEB et mise en relation avec l’efficacité de la protection. (ii) une protection dynamique basée sur l’utilisation de verres de phosphate formulés afin de présenter des caractéristiques de viscosité optimales pour la PAO. Les formulations ont été caractérisées par analyses thermiques (ATD, ATM, HSM) et par RMN. Une démarche raisonnée a été mise en œuvre en corrélant les propriétés thermiques aux caractéristiques structurales des oxydes utilisés. Ces deux revêtements étudiés améliorent la durée de vie du matériau, mais sans atteindre la spécification attendue. Nous concluons que la protection dynamique est plus adaptée à l’application basse température et proposons des voies d’amélioration.