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Auteur(s)
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Dimitris PANTELIS : Ingénieur de l’École Polytechnique d’Athènes - Docteur Ingénieur de l’École Centrale de Paris - Responsable de l’Équipe Laser du Laboratoire Matériaux de l’École Centrale de Paris
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Lire l’articleINTRODUCTION
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 :
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Chalumeau : 1,5 × 10 3 W/cm 2
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Induction : 2,5 × 10 4 W/cm 2
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Fusion à l’arc : 5 × 10 4 à 10 6 W/cm 2
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Plasma : 5 × 10 4 à 10 8 W/cm 2
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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 .
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Faisceau d’électrons
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1. Lasers de puissance
1.1 Généralités
1.1.1 Principe de fonctionnement
Le mot LASER a été formé par les initiales de Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, c’est-à-dire Amplification de la Lumière par Émission Stimulée du Rayonnement.
Le laser est essentiellement constitué de trois éléments principaux :
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un milieu actif ou milieu amplificateur ;
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une source de pompage ;
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un résonateur optique ou cavité optique.
La figure ci-contre représente le schéma général d’un laser.
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Atomes et lumière peuvent interagir mutuellement. Quand un atome est exposé à une radiation électromagnétique, sa distribution de charge électrique est affectée périodiquement par l’énergie des photons de la radiation. Par conséquent, un transfert d’énergie a lieu entre les photons et l’atome. Trois processus d’interaction peuvent être envisagés.
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Si l’on considère un atome pourvu des états quantifiés 1 et 2 qui correspondent respectivement aux niveaux d’énergie E 1 et E 2 (E 1 < E 2) et si l’on suppose qu’il reçoit l’énergie d’un rayonnement qui interagit avec lui, alors l’énergie de l’atome passe de E 1 au niveau plus élevé E 2 . Ce processus s’appelle l’absorption ; il est réversible et s’accompagne...
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Lasers de puissance
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MAILLET (H.) - Le laser. Principes et techniques d’application - . Technique et Documentation Lavoisier 1986.
-
(2) - VANNES (A.B.) - Laser et industrie de transformation. - Technique et Documentation Lavoisier 1986.
-
(3) - SOARES (O.D.D.) et PEREZ-AMOR (M.) - Applied laser tooling. - Martinus Nijhoff Publishers 1987.
-
(4) - ELLOY (J.F.) - Les lasers de puissance. Applications. - Masson 1985.
-
(5) - ORSFAG (A.) et HEPNER (G.) - Les lasers et leurs applications. - Masson 1980.
-
(6) - SIEGMAN (A.E.) - Lasers. - University Science Books 1976.
-
(7) - HARRY (J.E.) - Industrial...
Club laser de puissance CLP Association pour la promotion des applications des lasers de puissance
Auprès de cet organisme, on trouve :
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les centres de recherche et les laboratoires qui travaillent dans ce domaine,
-
les normes et les réglementations diverses,
-
les utilisateurs des systèmes laser,
-
les données du marché des lasers industriels,
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une documentation variée.
2 Fabricants. Constructeurs. Distributeurs
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