Les mousses métalliques synthétisées par plasma électrolytique et leur mise en forme développées au CEA présentent certains problèmes de tenue mécanique, d’homogénéité en structure et en densité, et leur porosité n’est pas encore maîtrisée. L’objectif de cette thèse est de comprendre et d’apporter des solutions à ces difficultés rencontrées lors des différentes étapes de la synthèse. Ainsi, la thèse porte sur l’étude du système dans son ensemble pour maîtriser à la fois le procédé et la structure des mousses formées.La compréhension du plasma et de son implication dans la formation de mousses métalliques passe par celle de trois phénomènes principaux : la formation de la bulle de gaz, la formation et la propagation des décharges électriques et le transfert de charges, qui conditionnent chacun la structure finale des mousses. En premier lieu, la formation et l’évolution de la bulle gazeuse ont été observées et des modifications du procédé ont permis de maîtriser cette bulle. Ensuite, l’étude des propriétés et caractéristiques physiques des mousses d’or a été réalisée en synthétisant des mousses à partir de paramètres expérimentaux variables, puis leurs propriétés physiques et structurelles ont été mesurées. L’ensemble des expériences réalisées a permis d’établir un modèle phénoménologique qui rend compte des différents mécanismes impliqués dans la formation et la croissance des brins de mousse. Différentes expérimentations menées directement sur les décharges puis sur le système dans sa globalité ont vérifié partiellement ces hypothèses. / Some troubles are noticed on the metallic foams synthesized by an electrolytic plasma process and on the way they are manufactured. Those foams present a poor mechanical resistance, their structure is lacking of homogeneity and their porosity is far from being controlled. This PhD work aims at understanding and bringing solutions to those problems for each step of the process. Thus the whole process is studied in order to control both the experimental process and the foams structure.The plasma comprehension and especially its contribution in the metallic foams formation is driven through three main phenomena: the gaseous bubble formation, the sparks formation and propagation, and the charge transfer. Each one is playing a role on the final foam structure. First, the formation of the gaseous bubble and its evolution were observed, and then the process was modified to control the bubble. Second, foams were synthesized with different process parameters and their characteristics were studied in order to highlight their influences. All those experiments led to the creation of a phenomenological model which goal is to explain the different mechanisms involved in the foam strands growth. Several experiments were carried out, some on the sparks, others on the whole system, and the hypotheses were partially proved.

L’oxydation par plasma électrolytique (ou oxydation micro-arc) est un procédé de traitement des alliages légers (Al, Mg, V, Ti, etc.) apte à pallier les limites de l’anodisation, en particulier au regard des contraintes environnementales. Bien que connu depuis de nombreuses années, les mécanismes sous-jacents à ce procédé assisté par des micro-décharges restent peu ou mal compris. L’objectif de ce travail est de cerner les mécanismes de formation et de développement des micro-décharges et d’associer leurs caractéristiques aux propriétés des couches d’oxyde élaborées sur l’alliage d’aluminium Al2214.La démarche adoptée consiste à associer étroitement l'étude des micro-décharges, la caractérisation des couches élaborées, et les mécanismes de claquage de la couche d'oxyde en cours de croissance. A l’aide de moyens originaux de vidéo rapide (> 125 000 images/s) et d'ombroscopie, la dépendance de l’évolution des micro-décharges aux paramètres macroscopiques du procédé a clairement été établie. L’importance de la présence et de la position de contre-électrodes a été mise en évidence et étudiée. Il est également montré que le choix judicieux de la fréquence et de la densité de courant anodique améliore la qualité des couches obtenues. Une fréquence de l’ordre du kHz semble la mieux appropriée.Enfin, à partir de mesures synchrones, un retard à l’apparition des micro-décharges par rapport au front montant des impulsions de courant a été mis en exergue. Très sensible aux paramètres du procédé, ce retard est probablement lié aux mécanismes de claquage de la couche d'oxyde isolante. Des scénarios concernant ces mécanismes ont ainsi été proposés. / Plasma electrolytic oxidation is a surface treatment process applied to light weight alloys (Al, Mg, V, Ti, etc.) which may advantageously replace conventional anodizing, especially regarding environmental issues. Though this process has been known for many years, the underlying mechanisms that govern this micro-discharge assisted process remain poorly understood. This work aims at better identifying the breakdown and development mechanisms of the micro-discharges and at correlating the micro-discharge characteristics to the properties of the layers grown onto Al2214 aluminium alloy samples. The approach consists in coupling the study of the micro-discharges, the characterization of the grown layers and the breakdown mechanisms. By means of high rate video recording (> 125 000 frames/s) and shadowgraph techniques, the dependence of the evolution of the micro-discharges with the macroscopic process parameters has been clearly established. The important role of counter-electrodes and their respective position with respect to the sample have been identified and studied. It is also shown that the suitable choice of current frequency and anodic current density may greatly improve the quality of the resulting oxide layers. Current frequency in the kHz range seems most appropriate to grow thick and defect-free homogeneous layers.Finally, from synchronous measurements, it has been pointed out a delay in the onset of micro-discharges with respect to the rising edge of the current pulses. Besides this delay is strongly sensitive to the process parameters, it is probably related to the breakdown mechanisms of the insulating layer. Scenarios for these mechanisms have been proposed.