Abstract FR:

Le concept de barrière thermique (BT) est un objectif majeur dans le développement des parties chaudes des turbines à gaz. A l'heure actuelle, les systèmes les plus performants sont constitués de revêtements de zircone partiellement stabilisée à l'yttrine. Cependant l'altération des propriétés thermomécaniques du revêtement en service, incite à l'exploration de nouvelles pistes susceptibles de fournir une alternative à la zircone yttriée. C'est pourquoi, dans le cadre de cette thèse, nous avons envisagé d'étudier une série de matériaux céramiques, considérés comme candidats pour cette application. L'objectif principal est alors de proposer de nouveaux matériaux pour les revêtements (BT) de qualité globale égale ou supérieure à celle obtenue jusqu'à maintenant. L'outil utilisé est la simulation numérique qui permet d'observer, aussi finement que possible, le comportement de la matière à l'échelle désirée. Pour notre étude, nous avons choisi comme matériaux, la zircone pure et son homologue l'hafnie, le silicate de zirconium ainsi que les composés de structures pérovskite et pyrochlore. L'approche ab-initio utilisée est la méthode des ondes planes linéairement augmentée à tout électron (FP-LAPW). Globalement, celle-ci a mis en évidence l'influence du mécanisme de liaison sur les propriétés mécaniques des différents matériaux. Pour traiter les effets vibrationnelles, nous avons opter pour le modèle quasi-harmonique de Debye. Cette nouvelle approche a permis de suivre l'évolution des différentes propriétés physico-chimiques en fonction de la température. Nos travaux indiquent principalement que le pyrohafnate est le meilleur candidat pour les barrières thermiques.