https://sam.ensam.eu:443 The DSpace digital repository system captures, stores, indexes, preserves, and distributes digital research material. Fri, 15 May 2026 02:45:38 GMT 2026-05-15T02:45:38Z http://hdl.handle.net/10985/9879 Modélisation du Procédé de Superfinition par Abrasion BIGERELLE, Maxence; GUILLEMOT, Gildas; HAGEGE, Benjamin; SABER, Oufae; IOST, Alain; EL MANSORI, Mohamed Le papier actuel présente une tentative de technologie pour modéliser rigoureusement une surface fonctionnelle (surface de cône de pignon intermédiaire) selon ses caractéristiques de finition. La surface virtuelle d'entrée est produite par une fonction originale fractale qui reproduit la « signature » extérieure due au processus de meulage. Pour modeler l'opération de superfinition un algorithme simulant les conditions de polissage abrasives est développé et appliqué pour modifier la surface initiale fractale. L'idée fondamentale de ce modèle est que plus la taille d'une crête du profil est haute, moins est importante sa probabilité de résistance pendant un cycle d'abrasion. Le procédé de finissage de ceinture est par conséquent modélisé par cinq paramètres : deux paramètres qui caractérisent l'extérieur initial (dimension fractale et amplitude) et trois paramètres décrivant le processus de polissage d'abrasion (probabilité de résistance, volume d'usure et nombre des cycles d'abrasion). Afin de s'assurer que le composant sera fabriqué selon les caractéristiques exigées, les paramètres du modèle doivent être déterminés. À cet effet, une fonctionnelle avec une méthode d'optimisation est créée. Cette simulation fournit la morphologie de la surface initiale et comment régler le processus de superfinition pour obtenir la fonctionnalité de la surface. On exige une rugosité initiale élevée dont l'érosion soit lente pour conserver quelques vallées du profil initial (réservoirs de lubrifiant). Mon, 01 Jan 2007 00:00:00 GMT http://hdl.handle.net/10985/9879 2007-01-01T00:00:00Z BIGERELLE, Maxence GUILLEMOT, Gildas HAGEGE, Benjamin SABER, Oufae IOST, Alain EL MANSORI, Mohamed Le papier actuel présente une tentative de technologie pour modéliser rigoureusement une surface fonctionnelle (surface de cône de pignon intermédiaire) selon ses caractéristiques de finition. La surface virtuelle d'entrée est produite par une fonction originale fractale qui reproduit la « signature » extérieure due au processus de meulage. Pour modeler l'opération de superfinition un algorithme simulant les conditions de polissage abrasives est développé et appliqué pour modifier la surface initiale fractale. L'idée fondamentale de ce modèle est que plus la taille d'une crête du profil est haute, moins est importante sa probabilité de résistance pendant un cycle d'abrasion. Le procédé de finissage de ceinture est par conséquent modélisé par cinq paramètres : deux paramètres qui caractérisent l'extérieur initial (dimension fractale et amplitude) et trois paramètres décrivant le processus de polissage d'abrasion (probabilité de résistance, volume d'usure et nombre des cycles d'abrasion). Afin de s'assurer que le composant sera fabriqué selon les caractéristiques exigées, les paramètres du modèle doivent être déterminés. À cet effet, une fonctionnelle avec une méthode d'optimisation est créée. Cette simulation fournit la morphologie de la surface initiale et comment régler le processus de superfinition pour obtenir la fonctionnalité de la surface. On exige une rugosité initiale élevée dont l'érosion soit lente pour conserver quelques vallées du profil initial (réservoirs de lubrifiant). http://hdl.handle.net/10985/10168 Mesure de la Pertinence de la Physique Multi-échelle Génie Logiciel et Mesures Statistiques Projet CETIM IOST, Alain; ZAHOUANI, Hassan; ANSELME, Karine; NAJJAR, Denis; GUILLEMOT, Gildas; HAGEGE, Benjamin; JOURANI, Abdeljalil; REVEL, Phllippe; MAZERAN, Pierre-Emmanuel; BIGERELLE, Maxence; EL MANSORI, Mohamed; COOREVITS, Thierry L'objet principal des études en morphologie des surfaces consiste à résumer l'information de manière optimale. Dans nos études, nous étudions plus particulièrement la signification physique, les méthodes numériques et les artefacts numériques du calcul de la dimension fractale. Le problème fondamental est de répondre à la question suivante "La dimension fractale est-elle un paramètre pertinent et à quelle échelle ?" Cette question n'a aucun sens s’il n’est pas précisé « pertinent vis à vis de quels processus physiques ». Illustrons ce propos par un exemple de caractérisation de surface par mesure de rugosité : p échantillons d'un matériau ont subi différents mécanismes d'usure. n mesures de rugosité sont effectuées sur chaque échantillon (un raisonnement analogue serait applicable à la caractérisation de surface par analyse d'images). Disposant alors des mesures de rugosité, l'usage courant est d’en déduire quelques paramètres (par exemple, le Ra, Rt, Rq, etc...). Nous recherchons une corrélation entre ces quelques paramètres et les différents mécanismes d'usure. Par exemple, il peut être d'usage dans une catégorie professionnelle d'utiliser un paramètre particulier de rugosité (souvent le Ra ou le Rt) et d’analyser les relations de ce paramètre avec le phénomène d’usure puis de déduire éventuellement des caractéristiques tribologiques du matériau. Cependant, si un autre paramètre permet de mieux caractériser la surface vis à vis du phénomène d’usure, les conclusions de l’analyse doivent être nuancées, voire même différentes. De même, il est d'usage très fréquent, dans la communauté scientifique, de retenir le paramètre de morphologie de surface qui possède une interprétation physique connue (le Rq d'unesurface caractérise les phénomènes de brillance). Cependant s’il est montré expérimentalement qu'un autre paramètre de rugosité caractérise mieux le phénomène physique, alors son caractère discriminant doit être justifié. Mon, 01 Jan 2007 00:00:00 GMT http://hdl.handle.net/10985/10168 2007-01-01T00:00:00Z IOST, Alain ZAHOUANI, Hassan ANSELME, Karine NAJJAR, Denis GUILLEMOT, Gildas HAGEGE, Benjamin JOURANI, Abdeljalil REVEL, Phllippe MAZERAN, Pierre-Emmanuel BIGERELLE, Maxence EL MANSORI, Mohamed COOREVITS, Thierry L'objet principal des études en morphologie des surfaces consiste à résumer l'information de manière optimale. Dans nos études, nous étudions plus particulièrement la signification physique, les méthodes numériques et les artefacts numériques du calcul de la dimension fractale. Le problème fondamental est de répondre à la question suivante "La dimension fractale est-elle un paramètre pertinent et à quelle échelle ?" Cette question n'a aucun sens s’il n’est pas précisé « pertinent vis à vis de quels processus physiques ». Illustrons ce propos par un exemple de caractérisation de surface par mesure de rugosité : p échantillons d'un matériau ont subi différents mécanismes d'usure. n mesures de rugosité sont effectuées sur chaque échantillon (un raisonnement analogue serait applicable à la caractérisation de surface par analyse d'images). Disposant alors des mesures de rugosité, l'usage courant est d’en déduire quelques paramètres (par exemple, le Ra, Rt, Rq, etc...). Nous recherchons une corrélation entre ces quelques paramètres et les différents mécanismes d'usure. Par exemple, il peut être d'usage dans une catégorie professionnelle d'utiliser un paramètre particulier de rugosité (souvent le Ra ou le Rt) et d’analyser les relations de ce paramètre avec le phénomène d’usure puis de déduire éventuellement des caractéristiques tribologiques du matériau. Cependant, si un autre paramètre permet de mieux caractériser la surface vis à vis du phénomène d’usure, les conclusions de l’analyse doivent être nuancées, voire même différentes. De même, il est d'usage très fréquent, dans la communauté scientifique, de retenir le paramètre de morphologie de surface qui possède une interprétation physique connue (le Rq d'unesurface caractérise les phénomènes de brillance). Cependant s’il est montré expérimentalement qu'un autre paramètre de rugosité caractérise mieux le phénomène physique, alors son caractère discriminant doit être justifié. http://hdl.handle.net/10985/9742 A comparison of models for predicting the true hardness of thin films IOST, Alain; GUILLEMOT, Gildas; RUDERMANN, Yann; BIGERELLE, Maxence Instrumented indentation is widely used to characterize and compare the mechanical properties of coatings. However, the interpretation of such measurements is not trivial for very thin films because the hardness value recorded is influenced by both the deformation of the film and that of the substrate. An approach to extract the mechanical properties of films or coatings as an alternative to the experimental hardness measurement versus the indentation depth involves the use of composite hardness models. However, there are always uncertainties and difficulties in correctly deconvoluting the film hardness in experiments on composite materials. To justify their approach, some authors argue that their model is correct if the predicted hardness obtained for the coating provides a good fit to the experimental data. This condition is, of course, necessary, but it is not sufficient. A good fit to the experimental curve does not guarantee that a realistic value of the film hardness is deduced from the model. In this paper, different models to describe the composite hardness were tested by indenting a Ni–P coating. Its thickness was chosen to be sufficiently large such that its mechanical properties were perfectly known. We show that some models extensively used in the literature are inadequate to extract the film-only hardness without the effects of the substrate when the indentation range is too limited, although they predict the composite hardness very well. Sun, 01 Jan 2012 00:00:00 GMT http://hdl.handle.net/10985/9742 2012-01-01T00:00:00Z IOST, Alain GUILLEMOT, Gildas RUDERMANN, Yann BIGERELLE, Maxence Instrumented indentation is widely used to characterize and compare the mechanical properties of coatings. However, the interpretation of such measurements is not trivial for very thin films because the hardness value recorded is influenced by both the deformation of the film and that of the substrate. An approach to extract the mechanical properties of films or coatings as an alternative to the experimental hardness measurement versus the indentation depth involves the use of composite hardness models. However, there are always uncertainties and difficulties in correctly deconvoluting the film hardness in experiments on composite materials. To justify their approach, some authors argue that their model is correct if the predicted hardness obtained for the coating provides a good fit to the experimental data. This condition is, of course, necessary, but it is not sufficient. A good fit to the experimental curve does not guarantee that a realistic value of the film hardness is deduced from the model. In this paper, different models to describe the composite hardness were tested by indenting a Ni–P coating. Its thickness was chosen to be sufficiently large such that its mechanical properties were perfectly known. We show that some models extensively used in the literature are inadequate to extract the film-only hardness without the effects of the substrate when the indentation range is too limited, although they predict the composite hardness very well. http://hdl.handle.net/10985/9740 Comments on the paper “Modification of composite hardness models to incorporate indentation size effects in thin films”, D. Beegan, S. Chowdhury and M.T. Laugier, Thin Solid Films 516 (2008), 3813–3817 GUILLEMOT, Gildas; IOST, Alain; CHICOT, Didier Since the original work of Bückle concerning the substrate influence on the hardness measurement of thin film, more than 20 models were proposed to separate the contribution of the substrate. Subsequently to the development of these numerous models, a question arises: Which is the most relevant models among them? Indeed, the authors usually consider that their proposed model leads to the best prediction of the film hardness which is probably correct for a given experimental condition applied to a particular material. In addition, the authors also assume that the other models are not so relevant. But to have a sound discussion about the existing models, it is necessary to correctly apply them according to the author statement. In this paper, we better specified the application of the Jönsson and Hogmark model and that of Chicot and Lesage applied to the results obtained on copper films by Beegan et al. Contrarily to these authors, we show that the above-mentioned models lead to a good representation of the experimental data and a good predicted value of the film hardness. Fri, 01 Jan 2010 00:00:00 GMT http://hdl.handle.net/10985/9740 2010-01-01T00:00:00Z GUILLEMOT, Gildas IOST, Alain CHICOT, Didier Since the original work of Bückle concerning the substrate influence on the hardness measurement of thin film, more than 20 models were proposed to separate the contribution of the substrate. Subsequently to the development of these numerous models, a question arises: Which is the most relevant models among them? Indeed, the authors usually consider that their proposed model leads to the best prediction of the film hardness which is probably correct for a given experimental condition applied to a particular material. In addition, the authors also assume that the other models are not so relevant. But to have a sound discussion about the existing models, it is necessary to correctly apply them according to the author statement. In this paper, we better specified the application of the Jönsson and Hogmark model and that of Chicot and Lesage applied to the results obtained on copper films by Beegan et al. Contrarily to these authors, we show that the above-mentioned models lead to a good representation of the experimental data and a good predicted value of the film hardness. http://hdl.handle.net/10985/7627 Elaboration, characterization of Cr-N based coatings TLILI, Brahim; GUILLEMOT, Gildas; NOUVEAU, Corinne Cr, CrN and CrAlN monolayers were synthesized by RF dual magnetron sputtering on AISI4140 steel and silicon substrates at 200°C. Multilayers coatings based on the three mono-layers such as CrN/CrAlN and Cr/CrN/CrAlN were also synthesized only on Si. The physico-chemical and mechanical properties of the layers were determined by AFM, SEM+WDS, stress, roughness and nanoindentation measurements. The influence of the thickness on the mechanical properties of the monolayers stresses has been studied and as a consequence we compared the mono and multilayers stress state. Fri, 01 Jan 2010 00:00:00 GMT http://hdl.handle.net/10985/7627 2010-01-01T00:00:00Z TLILI, Brahim GUILLEMOT, Gildas NOUVEAU, Corinne Cr, CrN and CrAlN monolayers were synthesized by RF dual magnetron sputtering on AISI4140 steel and silicon substrates at 200°C. Multilayers coatings based on the three mono-layers such as CrN/CrAlN and Cr/CrN/CrAlN were also synthesized only on Si. The physico-chemical and mechanical properties of the layers were determined by AFM, SEM+WDS, stress, roughness and nanoindentation measurements. The influence of the thickness on the mechanical properties of the monolayers stresses has been studied and as a consequence we compared the mono and multilayers stress state. http://hdl.handle.net/10985/10845 Modélisation des processus de germination / croissance des grains de zinc pour l’étude du procédé de galvanisation GUILLEMOT, Gildas; AVETTAND-FÈNOËL, Marie-Noëlle; IOST, Alain; FOCT, Jacques Près de la moitié des 10 millions de tonnes de zinc produites annuellement à travers le monde sont utilisées pour la galvanisation de pièces d’acier. Le dépôt d’un film adhérent de zinc obtenu par ce procédé constitue une anode sacrificielle limitant fortement la corrosion du métal. Dans le but de mieux appréhender la formation de l’état de surface final du matériau galvanisé, un modèle couplant des approches automates cellulaires et éléments finis a été développé. Il permet de simuler la germination des cristaux à la surface du substrat et la croissance des différentes branches dendritiques. Le développement préférentiel des grains dans le plan basal et l’évolution de leur vitesse de croissance selon leur orientation spatiale sont montrées. De plus, la confrontation de ces résultats avec les analyses EBSD menées parallèlement sur des échantillons de tôles minces, montre une bonne prédiction de la texture du film protecteur. Sun, 01 Jan 2006 00:00:00 GMT http://hdl.handle.net/10985/10845 2006-01-01T00:00:00Z GUILLEMOT, Gildas AVETTAND-FÈNOËL, Marie-Noëlle IOST, Alain FOCT, Jacques Près de la moitié des 10 millions de tonnes de zinc produites annuellement à travers le monde sont utilisées pour la galvanisation de pièces d’acier. Le dépôt d’un film adhérent de zinc obtenu par ce procédé constitue une anode sacrificielle limitant fortement la corrosion du métal. Dans le but de mieux appréhender la formation de l’état de surface final du matériau galvanisé, un modèle couplant des approches automates cellulaires et éléments finis a été développé. Il permet de simuler la germination des cristaux à la surface du substrat et la croissance des différentes branches dendritiques. Le développement préférentiel des grains dans le plan basal et l’évolution de leur vitesse de croissance selon leur orientation spatiale sont montrées. De plus, la confrontation de ces résultats avec les analyses EBSD menées parallèlement sur des échantillons de tôles minces, montre une bonne prédiction de la texture du film protecteur. http://hdl.handle.net/10985/12775 Investigation of the Effect of Residual Stress Gradient on the Wear Behavior of PVD Thin Films TLILI, Brahim; NOUVEAU, Corinne; GUILLEMOT, Gildas; BESNARD, Aurélien; BARKAOUI, Abdelwahed The control of residual stresses has been seldom investigated in multilayer coatings dedicated to improvement of wear behavior. Here, we report the preparation and characterization of superposed structures composed of Cr, CrN and CrAlN layers. Nano-multilayers CrN/CrAlN and Cr/CrN/CrAlN were deposited by Physical Vapor Deposition (PVD) onto Si (100) and AISI4140 steel substrates. The Cr, CrN and CrAlN monolayers were developed with an innovative approach in PVD coatings technologies corresponding to deposition with different residual stresses levels. Composition and wear tracks morphologies of the coatings were characterized by scanning electron microscopy, high-resolution transmission electron microscopy, atomic force microscopy, x-ray photoelectron spectroscopy, energy-dispersive x-ray spectroscopy, x-ray diffraction and 3D-surface analyzer. The mechanical properties (hardness, residual stresses and wear) were investigated by nanoindentation, interferometry and micro-tribometry (fretting-wear tests). Observations suggest that multilayer coatings are composed mostly of nanocrystalline. The residual stresses level in the films has practically affected all the physicochemical and mechanical properties as well as the wear behavior. Consequently, it is demonstrated that the coating containing moderate stresses has a better wear behavior compared to the coating developed with higher residual stresses. The friction contact between coated samples and alumina balls shows also a large variety of wear mechanisms. In particular, the abrasive wear of the coatings was a combination of plastic deformation, fine microcracking and microspallation. The application of these multilayers will be wood machining of green wood. Mon, 01 Jan 2018 00:00:00 GMT http://hdl.handle.net/10985/12775 2018-01-01T00:00:00Z TLILI, Brahim NOUVEAU, Corinne GUILLEMOT, Gildas BESNARD, Aurélien BARKAOUI, Abdelwahed The control of residual stresses has been seldom investigated in multilayer coatings dedicated to improvement of wear behavior. Here, we report the preparation and characterization of superposed structures composed of Cr, CrN and CrAlN layers. Nano-multilayers CrN/CrAlN and Cr/CrN/CrAlN were deposited by Physical Vapor Deposition (PVD) onto Si (100) and AISI4140 steel substrates. The Cr, CrN and CrAlN monolayers were developed with an innovative approach in PVD coatings technologies corresponding to deposition with different residual stresses levels. Composition and wear tracks morphologies of the coatings were characterized by scanning electron microscopy, high-resolution transmission electron microscopy, atomic force microscopy, x-ray photoelectron spectroscopy, energy-dispersive x-ray spectroscopy, x-ray diffraction and 3D-surface analyzer. The mechanical properties (hardness, residual stresses and wear) were investigated by nanoindentation, interferometry and micro-tribometry (fretting-wear tests). Observations suggest that multilayer coatings are composed mostly of nanocrystalline. The residual stresses level in the films has practically affected all the physicochemical and mechanical properties as well as the wear behavior. Consequently, it is demonstrated that the coating containing moderate stresses has a better wear behavior compared to the coating developed with higher residual stresses. The friction contact between coated samples and alumina balls shows also a large variety of wear mechanisms. In particular, the abrasive wear of the coatings was a combination of plastic deformation, fine microcracking and microspallation. The application of these multilayers will be wood machining of green wood. http://hdl.handle.net/10985/9728 Caractérisation des propriétés mécaniques par nanoindentationd’un traitement de diffusion et d’un revêtement pourl’amélioration de la résistance à l’usure des aciers à bas carbone AISSAT, Sahraoui; IOST, Alain; GUILLEMOT, Gildas; BENARIOUA, Younes; MECHMECHE, Mohamed La zone superficielle est tres souvent la partie d’un composant qui subit les plus fortes contraintes, c’est également cette zone qui est exposee aux frottements et aux attaques chimiques. Les traitements de surface sont largement utilises pour regler les problemes d’usure, d’attaque chimique, de corrosion ou de fatigue. Ce travail concerne la mise au point d’un traitement de conversion de surface par diffusion précipitation. Ce procède de durcissement superficiel permet d’augmenter et d’améliorer les propriétés en surface des matériaux et plus particulièrement celles des outils. Il est propose dans ce travail, de rechercher les conditions d’obtention d’un carbure de chrome connu pour ses propriétés de résistance `a l’usure, `a la corrosion et `a l’oxydation, `a partir d’un traitement réalise en trois étapes : la première étape est une c´cémentation en caisse par le carbone sur deux aciers `a bas carbone : le XC18 et le 16MC5. La deuxième étape consiste `a déposer `a la surface des aciers traités, un film de chrome m´métallique de quelques μm. La troisième ´étape consiste `a maintenir `a haute température les pièces précédemment obtenues pour convertir la surface chromée en carbure par diffusion du carbone de la zone c´cémentée vers la surface chromée afin d’obtenir par précipitation du carbure de chrome. La caractérisation des propriétés m´mécaniques (dureté et module de Young) par nanoindentation des ´échantillons obtenus est réalisée dans ce travail.; The superficial zone is very often the part of a component which undergoes the strongest constraints, it is also this zone which is exposed to frictions and the chemical attacks. The surface treatments are largely used to solve the problems of wear, chemical attack, corrosion or fatigue. This work concerns the development of a surface conversion treatment by diffusion precipitation. This process of superficial hardening allows to increase and to improve the superficial properties of materials and more particularly those of the tools. It is proposed in this work, to search the conditions for obtaining a chromium carbide known by these properties of wear, corrosion and oxidation resistance, starting from a treatment carried out in three stages: the first stage is a pack carburizing (pack cementation) by carbon on two low carbon steels: the XC18 and the 16MC5. The second stage, concerns the deposition on the surface of treated steels a metallic chromium film of a few μm. In the third stage the parts previously obtained are heated at high temperature to convert the surface chrome species into carbide by diffusion of carbon from the cemented zone towards surface chrome species to obtain by precipitation of chromium carbide. The characterization of the mechanical properties (hardness and Young modulus) by nanoindentation of the samples obtained is carried out in this work. Sat, 01 Jan 2011 00:00:00 GMT http://hdl.handle.net/10985/9728 2011-01-01T00:00:00Z AISSAT, Sahraoui IOST, Alain GUILLEMOT, Gildas BENARIOUA, Younes MECHMECHE, Mohamed La zone superficielle est tres souvent la partie d’un composant qui subit les plus fortes contraintes, c’est également cette zone qui est exposee aux frottements et aux attaques chimiques. Les traitements de surface sont largement utilises pour regler les problemes d’usure, d’attaque chimique, de corrosion ou de fatigue. Ce travail concerne la mise au point d’un traitement de conversion de surface par diffusion précipitation. Ce procède de durcissement superficiel permet d’augmenter et d’améliorer les propriétés en surface des matériaux et plus particulièrement celles des outils. Il est propose dans ce travail, de rechercher les conditions d’obtention d’un carbure de chrome connu pour ses propriétés de résistance `a l’usure, `a la corrosion et `a l’oxydation, `a partir d’un traitement réalise en trois étapes : la première étape est une c´cémentation en caisse par le carbone sur deux aciers `a bas carbone : le XC18 et le 16MC5. La deuxième étape consiste `a déposer `a la surface des aciers traités, un film de chrome m´métallique de quelques μm. La troisième ´étape consiste `a maintenir `a haute température les pièces précédemment obtenues pour convertir la surface chromée en carbure par diffusion du carbone de la zone c´cémentée vers la surface chromée afin d’obtenir par précipitation du carbure de chrome. La caractérisation des propriétés m´mécaniques (dureté et module de Young) par nanoindentation des ´échantillons obtenus est réalisée dans ce travail. The superficial zone is very often the part of a component which undergoes the strongest constraints, it is also this zone which is exposed to frictions and the chemical attacks. The surface treatments are largely used to solve the problems of wear, chemical attack, corrosion or fatigue. This work concerns the development of a surface conversion treatment by diffusion precipitation. This process of superficial hardening allows to increase and to improve the superficial properties of materials and more particularly those of the tools. It is proposed in this work, to search the conditions for obtaining a chromium carbide known by these properties of wear, corrosion and oxidation resistance, starting from a treatment carried out in three stages: the first stage is a pack carburizing (pack cementation) by carbon on two low carbon steels: the XC18 and the 16MC5. The second stage, concerns the deposition on the surface of treated steels a metallic chromium film of a few μm. In the third stage the parts previously obtained are heated at high temperature to convert the surface chrome species into carbide by diffusion of carbon from the cemented zone towards surface chrome species to obtain by precipitation of chromium carbide. The characterization of the mechanical properties (hardness and Young modulus) by nanoindentation of the samples obtained is carried out in this work. http://hdl.handle.net/10985/9626 A generic statistical methodology to predict the maximum pit depth of a localized corrosion process JARRAH, Adil; BIGERELLE, Maxence; GUILLEMOT, Gildas; NAJJAR, Denis; IOST, Alain; NIANGA, Jean-Marie This paper outlines a new methodology to predict accurately the maximum pit depth related to a localized corrosion process. It combines two statistical methods: the Generalized Lambda Distribution (GLD), to determine a model of distribution fitting with the experimental frequency distribution of depths, and the Computer Based Bootstrap Method (CBBM), to generate simulated distributions equivalent to the experimental one. In comparison with conventionally established statistical methods that are restricted to the use of inferred distributions constrained by specific mathematical assumptions, the major advantage of the methodology presented in this paper is that both the GLD and the CBBM enable a statistical treatment of the experimental data without making any preconceived choice neither on the unknown theoretical parent underlying distribution of pit depth which characterizes the global corrosion phenomenon nor on the unknown associated theoretical extreme value distribution which characterizes the deepest pits. Considering an experimental distribution of depths of pits produced on an aluminium sample, estimations of maximum pit depth using a GLD model are compared to similar estimations based on usual Gumbel and Generalized Extreme Value (GEV) methods proposed in the corrosion engineering literature. The GLD approach is shown having smaller bias and dispersion in the estimation of the maximum pit depth than the Gumbel approach both for its realization and mean. This leads to comparing the GLD approach to the GEV one. The former is shown to be relevant and its advantages are discussed compared to previous methods. The authors would like to thank V. Hague for her help in English. Sat, 01 Jan 2011 00:00:00 GMT http://hdl.handle.net/10985/9626 2011-01-01T00:00:00Z JARRAH, Adil BIGERELLE, Maxence GUILLEMOT, Gildas NAJJAR, Denis IOST, Alain NIANGA, Jean-Marie This paper outlines a new methodology to predict accurately the maximum pit depth related to a localized corrosion process. It combines two statistical methods: the Generalized Lambda Distribution (GLD), to determine a model of distribution fitting with the experimental frequency distribution of depths, and the Computer Based Bootstrap Method (CBBM), to generate simulated distributions equivalent to the experimental one. In comparison with conventionally established statistical methods that are restricted to the use of inferred distributions constrained by specific mathematical assumptions, the major advantage of the methodology presented in this paper is that both the GLD and the CBBM enable a statistical treatment of the experimental data without making any preconceived choice neither on the unknown theoretical parent underlying distribution of pit depth which characterizes the global corrosion phenomenon nor on the unknown associated theoretical extreme value distribution which characterizes the deepest pits. Considering an experimental distribution of depths of pits produced on an aluminium sample, estimations of maximum pit depth using a GLD model are compared to similar estimations based on usual Gumbel and Generalized Extreme Value (GEV) methods proposed in the corrosion engineering literature. The GLD approach is shown having smaller bias and dispersion in the estimation of the maximum pit depth than the Gumbel approach both for its realization and mean. This leads to comparing the GLD approach to the GEV one. The former is shown to be relevant and its advantages are discussed compared to previous methods. http://hdl.handle.net/10985/9696 A multilayer model for describing hardness variations of aged porous silicon low-dielectric-constant thin films RAHMOUN, Khadidja; IOST, Alain; KERYVIN, Vincent; GUILLEMOT, Gildas; CHABANE, Sari This paper reports on the micro-instrumented indentation of a porous silicon structure obtained by anodization of a highly p+-doped (100) silicon substrate aged over 1 week. The three-layer structure obtained consists of oxidized porous silicon (cap-layer), porous silicon (inner-layer) and silicon substrate. The hardness curve has the typical “U shape” of low-dielectric-constant films when the indentation depth rises: the early decrease in hardness, due to the soft inner layer, is followed by an increase, due to the hard substrate. A multilayer model is developed to account for hardness variation with respect to the applied load. This model considers the crumbling of the cap-layer and of the inner porous structure. As a result, it is shown that considering the minima in the U shape gives an over-estimated value when it comes to assessing the coating hardness. In our experiment, this minimum depends on both the hardness and the thickness of the oxidized cap layer, but not on the mechanical properties of the substrate, even for indentation depths slightly lower than the film's thickness. One of the authors (K.R.) wants to thank Pr. Lazhar Haji for her proposal of a research stay at Laboratoire d'Optronique, CNRS-UMR FOTON 6082, Université de Rennes 1, France. The authors also wish to thank Dr. M. Gendouz (Laboratoire d'Optronique, CNRS-UMR FOTON 6082, Université de Rennes 1), J. Le Lannic (CMEBA, Université de Rennes 1), Pr. C. Mathieu (CCML Université d'Artois, Faculté Jean Perrin de Lens, France), and V. Hague (ENSAM Lille, France) respectively for their help with sample preparation, HR SEM or SEM observations and assistance as regards English. Thu, 01 Jan 2009 00:00:00 GMT http://hdl.handle.net/10985/9696 2009-01-01T00:00:00Z RAHMOUN, Khadidja IOST, Alain KERYVIN, Vincent GUILLEMOT, Gildas CHABANE, Sari This paper reports on the micro-instrumented indentation of a porous silicon structure obtained by anodization of a highly p+-doped (100) silicon substrate aged over 1 week. The three-layer structure obtained consists of oxidized porous silicon (cap-layer), porous silicon (inner-layer) and silicon substrate. The hardness curve has the typical “U shape” of low-dielectric-constant films when the indentation depth rises: the early decrease in hardness, due to the soft inner layer, is followed by an increase, due to the hard substrate. A multilayer model is developed to account for hardness variation with respect to the applied load. This model considers the crumbling of the cap-layer and of the inner porous structure. As a result, it is shown that considering the minima in the U shape gives an over-estimated value when it comes to assessing the coating hardness. In our experiment, this minimum depends on both the hardness and the thickness of the oxidized cap layer, but not on the mechanical properties of the substrate, even for indentation depths slightly lower than the film's thickness.