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18 Feb
18/02/2020 10:00

Sciences & Société

Soutenance de thèse : Marwa MOULA

Résistance mécanique des alumines mésoporeuses, influence de la morphologie microstructurale

Doctorante : Marwa MOULA

Laboratoire INSA : MATEIS
Ecole doctorale : ED34 : Matériaux de Lyon

La présente étude porte sur la caractérisation mécanique de supports de catalyseurs utilisés en industrie pétrolière pour l’hydrotraitement des résidus de raffinage. Ces supports sont des extrudés cylindriques, de 1,4 mm de diamètre, constitués d’alumine de transition γ. En service, les supports doivent résister à différentes sollicitations mécaniques afin d’éviter la formation de fragments pouvant nuire au rendement de l’unité de raffinage. L’objectif de ce travail est d’étudier les relations entre les paramètres microstructuraux du matériau et ses propriétés mécaniques. Trois matériaux fabriqués à IFPEN présentant un même taux de porosité (70 %) mais différentes microstructures sont étudiés. Le comportement mécanique global en compression des extrudés a été étudié par des essais de micro-indentation sphérique et pyramidale. Ces essais montrent clairement que la morphologie microstructurale à iso-porosité influence fortement les propriétés élastiques et la résistance des extrudés. Une déformation inélastique est observée, se traduisant par des empreintes résiduelles. En revanche, aucune fissure n’est détectée autour de l’indent. Le comportement mécanique à l’échelle locale des entités microstructurales (grains, matrice) a également été étudié par des essais de nano- indentation Berkovich. Les grains présentent des propriétés mécaniques plus élevées que la matrice, y compris les grains plus poreux que la matrice. Une densification est observée sous l’indent à l’échelle locale grâce à la technique FIB/SEM. Un critère plastique de type Drucker-Prager-Cap a été identifié numériquement à chaque échelle et pour chaque microstructure. L’influence de la microstructure et les effets d’échelle se traduisent dans les valeurs de cohésion et de compressibilité inélastique.