L'analyse de la corrosion en milieu salin de matériaux composites à matrice d'aluminium renforcée par des fibres de carbone fait partie de l'évaluation du comportement en service de ces matériaux. La dégradation par la corrosion dans les matériaux composites est accentuée par la présence d'un couple galvanique entre le renfort de carbone et l'alliage d'aluminium. L'amorçage et la propagation de la corrosion ont fait l'objet d'études expérimentales locales in situ à l'interface fibre/matrice ainsi que d'une modélisation semi-analytique. Il est mis en évidence que la corrosion s'amorce perpendiculairement à l'axe de la fibre puis se propage parallèlement à son axe le long de l'interface et par dissolution des carbures d'aluminium. Ces mécanismes locaux ont été comparés aux mécanismes globaux qui prennent en compte l'architecture fibreuse du composite. Une simulation par éléments frontières de la dissolution anodique a permis de proposer des solutions pour améliorer le comportement en service de ces matériaux composites.

Les alliages de titane sont utilisés dans de nombreux domaines tels que l’aéronautique et l’aérospatial, l’industrie automobile, les plateformes offshore et d’autres applications telles que le biomédical et l’environnement marin. Le choix d’utiliser des alliages de titane repose sur le fait que ces alliages disposent d’un excellent ratio entre la résistance mécanique et la densité ainsi qu’une excellente résistance à la corrosion. Afin d’être employés pour une application marine telle que celle d’un winch innovant, nous avons choisi de travailler sur trois nuances d’alliages de titane β-métastables que sont les alliages Ti-6.8Mo-4.5Fe- 1.5Al, Ti-15Mo-2.7Nb-3Al-0.2Si et Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr. Le milieu marin est une atmosphère qui expose les matériaux à des conditions telles qu’elles peuvent générer leur destruction. Divers moyens de dégradation existent. Il était donc intéressant d’évaluer la résistance à la corrosion de ces alliages et de chercher à les protéger contre la corrosion. Le coeur de cette étude repose sur la sélection des alliages de titane susceptibles de répondre au cahier des charges du winch innovant. Des traitements thermomécaniques ont d’abord été définis, puis les alliages ont été caractérisés métallurgiquement et mécaniquement. Ces caractérisations ont permis de connaître les propriétés mécaniques des alliages et de sélectionner les alliages potentiellement employables au sein du winch. Puis des essais de corrosion galvaniques ont été menés via la mesure de différences de potentiel entre les alliages de titane traités et d’autres matériaux susceptibles d’être employé au sein du winch tels que des aciers inoxydables, des alliages d’aluminium et des laitons au plomb. Puis, afin d’évaluer le comportement en corrosion marine du film passif des alliages de titane, des essais de corrosion électrochimiques ont été faits à l’aide d’un dispositif à trois électrodes dans des électrolytes de type chlorure de sodium et eau de mer naturelle. Ainsi des mesures de potentiel libre et de voltammétrie cyclique ont été menées. Le point faible des alliages de titane est le comportement en frottement. Dans ce cas, afin de réduire le coefficient de frottement de ces alliages, il est souvent nécessaire d’effectuer un traitement de surface. Dans cette étude, un traitement thermochimique de nitruration gazeuse a donc été fait sur l’alliage de titane le plus récemment développé parmi les nuances étudiées à savoir le Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr. Cet alliage ainsi traité a été caractérisé de façon identique aux alliages traités thermomécaniquement. L’ensemble des essais menés au cours de cette thèse ont permis de déterminer quels alliages de titane parmi ceux étudiés seraient les plus susceptibles d’être employés au sein du winch innovant. / Titanium alloys are used in numerous fields as aerospace industry, automotive industry, off-shore industry, and, in several applications such as medical and marine applications. This is due to their good properties like high mechanical strength, low density and excellent corrosion resistance. In order to be used for an innovating winch and so in a marine environment, we have chosen to study three β-metastable titanium alloys which are Ti-6.8Mo-4.5Fe-1.5Al, Ti-15Mo-2.7Nb-3Al-0.2Si and Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr. In marine environment, materials are exposed to tough conditions which can generate their destruction. Several modes of degradation exist. It is so interesting to evaluate the corrosion resistance of these alloys and to search their best corrosion protection. So, the heart of the study is to select titanium alloys to meet the specifications of the innovating winch. At first, we defined thermomechanical treatments for those titanium alloys and then these materials were characterized to know their mechanical and metallurgical properties. These tests allowed us to have a well knowledge of mechanical properties of these alloys and to choose which alloys can be employed in a winch. Then, galvanic corrosion tests were made in nitric acid, sodium chloride and sodium hydroxide. We measured potential differences between our treated titanium alloys and other materials which may be used in a winch such as stainless steels, aluminum alloys and leaded brass. Then, in order to evaluate the behavior of the passive film in marine environment of titanium alloys, electrochemical corrosion tests were conducted using a three-electrode method in sodium chloride and natural seawater electrolytes. So, free potential and cyclic voltammetry measurements were conducted. The flaw of titanium alloys is their low friction coefficient. So in order to improve the coefficient of friction of titanium alloys it is useful to do a surface treatment. In this study, a gaseous nitriding thermochemical treatment was done for the most recent developed alloy among the three studied nuances, which is Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr. Then this treated alloy was characterized too similarly to the three thermomechanical treated titanium alloys. All of tests we led allowed us to know which titanium alloys with which thermomechanical and surface treatments may be used for the innovating winch.

Objectif : il a été rapporté que l’utilisation d’agents prophylactiques fluorés pouvait favoriser la corrosion galvanique au sein des alliages de titane. L’objectif de la présente étude était d’évaluer l’effet d’un rince-bouche fluoré sur les propriétés mécaniques de fils en nickel-titane (NiTi) et de fils en cuivre-nickel-titane (CuNiTi) lorsque ces derniers sont couplés à des boîtiers de compositions différentes (boîtiers de marques Smartclip, Clarity, et Sprint). Matériels et Méthodes : 90 segments de fils en NiTi et 90 segments de fils en CuNiTi ont été chacun couplés à 2 boîtiers de chaque marque. Chaque assemblage fil-boîtiers a été par la suite incubé pendant 3 heures à 37°C, soit dans une solution de fluore neutre (Fluorinse™ 0,05% NaF), soit dans une solution de salive artificielle (solution contrôle). Suite à l’incubation, les échantillons étaient nettoyés avec de l’eau déshydrogénée, les fils séparés des boîtiers et montés sur un support pour subir un test de pliage en trois points en milieu humide (salive artificielle) à 37°C. Les modules d’élasticité ainsi que les limites conventionnelles d’élasticité en activation et en désactivation ont été mesurés et comparés. Des analyses de Variance (ANOVA) et des comparaisons post-hoc avec la correction de Bonferronni ont été utilisées pour comparer les groupes entre eux (α = 0,05). Résultats : L’utilisation d’un rince-bouche fluoré a produit une réduction du module d’élasticité et de la limite conventionnelle d’élasticité en activation et en désactivation pour les fils en NiTi ; cependant, cet effet a été modulé par le type de boîtier auquel le fil a été couplé. Les propriétés mécaniques de fils en CuNiTi n’ont pas été affectées par le fluor, ou par le type de boîtier utilisé. Conclusions : L’utilisation d’un rince-bouche fluoré modifie les propriétés mécaniques des fils en NiTi seulement. Cet effet est modulé par le boîtier auquel le fil en NiTi est couplé. A la différence des autres études publiées dans la littérature, nos résultats ne nous permettent pas de conclure que la modification des propriétés mécaniques des fils en NiTi entrainerait obligatoirement un allongement de la durée du traitement orthodontique. Mots clés : Fluor, fils nickel-titane, boîtiers orthodontiques, corrosion galvanique, propriétés mécaniques. / Aim: it has been reported that the use of fluoride prophylactic agents can cause galvanic corrosion of the titanium based alloys used in orthodontics. The purpose of the present study was to investigate the effects of a fluoride mouthrinse on the mechanical properties of nickel-titanium (NiTi) and copper–nickel-titanium (CuNiTi) orthodontic archwires that have been coupled with different types of orthodontic brackets (Smartclip, Clarity, and Sprint brackets). Materials and Methods: 90 segments of NiTi and 90 segments of CuNiTi archwires were tested. Every segment was coupled with 2 brackets of each brand. The wire–bracket assembly obtained was incubated, at 37°C for three hours either in a solution of a commercially available mouthwash (Fluorinse™ 0,05% NaF), or in a solution of artificial saliva (control). Following the incubation, the wires were separated from the brackets, rinsed, mounted on a stainless steel support and placed in a waterbath of artificial saliva at 37°C. A 3-point bending test was made to calculate the loading and unloading elastic modulus and yield strength of the wires. Analysis of variance (ANOVA) and post hoc comparisons were made using Bonferronni’s correction to identify the statistically significant differences (α = 0,05). Results: The use of a fluoridated mouthrinse reduced the loading and unloading elastic modulus and yield strength of the NiTi wires. This reduction, however, varies with the type of bracket that was coupled with the wire. The mechanical properties of the CuNiTi wires were not modified by the use of the fluoride rinse or by the type of bracket to which they were coupled. Conclusions : The use of a fluoride mouthrinse alters the mechanical properties of NiTi wires only. This effect varies with the type of bracket that was in contact with the wire. However our results do not allow us to conclude that the alteration of the mechanical properties of the wires would necessarily imply a prolongation of the orthodontic treatment time. Key words: Fluoride, nickel-titanium archwires, galvanic corrosion, mechanical properties,orthodontic brackets.

Objectif : il a été rapporté que l’utilisation d’agents prophylactiques fluorés pouvait favoriser la corrosion galvanique au sein des alliages de titane. L’objectif de la présente étude était d’évaluer l’effet d’un rince-bouche fluoré sur les propriétés mécaniques de fils en nickel-titane (NiTi) et de fils en cuivre-nickel-titane (CuNiTi) lorsque ces derniers sont couplés à des boîtiers de compositions différentes (boîtiers de marques Smartclip, Clarity, et Sprint). Matériels et Méthodes : 90 segments de fils en NiTi et 90 segments de fils en CuNiTi ont été chacun couplés à 2 boîtiers de chaque marque. Chaque assemblage fil-boîtiers a été par la suite incubé pendant 3 heures à 37°C, soit dans une solution de fluore neutre (Fluorinse™ 0,05% NaF), soit dans une solution de salive artificielle (solution contrôle). Suite à l’incubation, les échantillons étaient nettoyés avec de l’eau déshydrogénée, les fils séparés des boîtiers et montés sur un support pour subir un test de pliage en trois points en milieu humide (salive artificielle) à 37°C. Les modules d’élasticité ainsi que les limites conventionnelles d’élasticité en activation et en désactivation ont été mesurés et comparés. Des analyses de Variance (ANOVA) et des comparaisons post-hoc avec la correction de Bonferronni ont été utilisées pour comparer les groupes entre eux (α = 0,05). Résultats : L’utilisation d’un rince-bouche fluoré a produit une réduction du module d’élasticité et de la limite conventionnelle d’élasticité en activation et en désactivation pour les fils en NiTi ; cependant, cet effet a été modulé par le type de boîtier auquel le fil a été couplé. Les propriétés mécaniques de fils en CuNiTi n’ont pas été affectées par le fluor, ou par le type de boîtier utilisé. Conclusions : L’utilisation d’un rince-bouche fluoré modifie les propriétés mécaniques des fils en NiTi seulement. Cet effet est modulé par le boîtier auquel le fil en NiTi est couplé. A la différence des autres études publiées dans la littérature, nos résultats ne nous permettent pas de conclure que la modification des propriétés mécaniques des fils en NiTi entrainerait obligatoirement un allongement de la durée du traitement orthodontique. Mots clés : Fluor, fils nickel-titane, boîtiers orthodontiques, corrosion galvanique, propriétés mécaniques. / Aim: it has been reported that the use of fluoride prophylactic agents can cause galvanic corrosion of the titanium based alloys used in orthodontics. The purpose of the present study was to investigate the effects of a fluoride mouthrinse on the mechanical properties of nickel-titanium (NiTi) and copper–nickel-titanium (CuNiTi) orthodontic archwires that have been coupled with different types of orthodontic brackets (Smartclip, Clarity, and Sprint brackets). Materials and Methods: 90 segments of NiTi and 90 segments of CuNiTi archwires were tested. Every segment was coupled with 2 brackets of each brand. The wire–bracket assembly obtained was incubated, at 37°C for three hours either in a solution of a commercially available mouthwash (Fluorinse™ 0,05% NaF), or in a solution of artificial saliva (control). Following the incubation, the wires were separated from the brackets, rinsed, mounted on a stainless steel support and placed in a waterbath of artificial saliva at 37°C. A 3-point bending test was made to calculate the loading and unloading elastic modulus and yield strength of the wires. Analysis of variance (ANOVA) and post hoc comparisons were made using Bonferronni’s correction to identify the statistically significant differences (α = 0,05). Results: The use of a fluoridated mouthrinse reduced the loading and unloading elastic modulus and yield strength of the NiTi wires. This reduction, however, varies with the type of bracket that was coupled with the wire. The mechanical properties of the CuNiTi wires were not modified by the use of the fluoride rinse or by the type of bracket to which they were coupled. Conclusions : The use of a fluoride mouthrinse alters the mechanical properties of NiTi wires only. This effect varies with the type of bracket that was in contact with the wire. However our results do not allow us to conclude that the alteration of the mechanical properties of the wires would necessarily imply a prolongation of the orthodontic treatment time. Key words: Fluoride, nickel-titanium archwires, galvanic corrosion, mechanical properties,orthodontic brackets.

Des méthodes électrochimiques classiques, et des caractérisations photoélectrochimiques (PEC), utiliséesex-situ et in-situ, ont permis d’étudier le phénomène de Shadow Corrosion, considéré ici comme une corrosion galvanique entre des alliages de zirconium et de nickel, corrosion influencée par l’environnement chimique et l’irradiation de ces alliages. Une cellule électrochimique simulant les conditions d’un réacteur à eau bouillante (REB), permettant l’illumination UV--Visible des échantillons et le contrôle de la chimie de l’eau, a été conçue, développée et validée. Cette cellule a permis de mesurer pour la première fois des spectres en énergie de photocourant d’un alliage de zirconium, in-situ en milieu REB simulé. Par ailleurs, les résultats expérimentaux obtenus tendent à montrer que les impuretés de type cations métalliques jouent un rôle important dans le mécanisme d’activation du couplage galvanique, donc potentiellement dans le mécanisme d’activation du phénomène de Shadow Corrosion, alors que la présence d’oxygène et/ou de peroxyde d’hydrogène n’induit pas de différences significatives du comportement électrochimique des échantillons. Il est montré également que l’illumination UV--Visible des échantillons, qui amplifie notablement les courants de couplage, est un paramètre important du phénomène de Shadow Corrosion. / Conventional electrochemical methods as well as photoelectrochemical characterisations (PEC), performedex-situ et in-situ, were used to study the Shadow corrosion phenomenon, considered as a galvanic corrosion between Zr-based and Ni-based alloys. The Shadow corrosion is influenced by the chemical environment and the irradiation of these alloys. An electrochemical cell , simulating the conditions of a boiling water reactor (BWR), allowing the illumination of the samples with UV--Visible as well as monitoring the water chemistry was designed, developed and validated. The cell allowed, for the first time, recording of emph{in-situ} photocurrent energy spectra on a Zr-based alloy in simulated BWR environment. Furthermore, the obtained experimental results pointed out that the metallic cation impurities played an important role in the activation mechanism of the galvanic coupling, thus potentially in the activation mechanism of the Shadow corrosion phenomenon, whereas the presence oxygen and/or hydrogen peroxide did not induce significant differences in terms of electrochemical behavior of the samples. It was also shown that the illumination of the sample with UV--visible light, which significantly amplified the galvanic current, is an important parameter of the Shadow corrosion phenomenon.