Ce travail de thèse traite le perçage par laser en régime de percussion. Les principaux objectifs étaient de :<br />• Comprendre les phénomènes physiques intervenant au cours du perçage, <br />• Déterminer le profil des perçages à partir des paramètres expérimentaux. <br /><br />La première étape a consisté en l'identification et le contrôle des paramètres opératoires du procédé. A cet égard, ces travaux ont permis de mettre en place des méthodes de caractérisation de la source laser et de son environnement. La limitation de certains diagnostics d'observation a entraîné le développement d'une nouvelle méthode d'analyse de la morphologie des perçages, appelée méthode DODO (Direct Observation of Drilled hOle).<br />Les études spécifiques concernant la physique du procédé, ont apporté des réponses originales et interprétables sur les mécanismes intervenant au cours du perçage par laser. Ces études traitent de l'absorption et de la transmission du rayonnement au cours du perçage, des divers effets hydrodynamiques engendrés et de l'évolution des profils résultants.<br />L'absorption au cours du procédé de perçage tend vers une valeur unique (80%) en fonction de la puissance crête incidente quelle que soit la nature du matériau cible. La décroissance de la transmission en fonction de l'épaisseur est due à l'absorption des parois du perçage. La détente de la vapeur métallique consécutive à l'irradiation est supersonique. Deux types de profils existent (U et V) et permettent de remonter sans ambiguïté aux paramètres lasers utilisés lors du perçage. Enfin, l'utilité du gaz d'assistance au cours du perçage est remise en cause. Il est démontré que celui-ci ne peut pénétrer dans le perçage au cours du procédé. <br />Ces résultats remettent en cause un ensemble de connaissances héritées de la découpe par laser. Ils constituent une solide base de données sur le sujet pour améliorer la maîtrise du procédé et valider de futurs codes de calcul.

La thématique de recherche proposée se présente comme une étude préliminaire en vue de minimiser le cout des opérations de perçage de multi-matériaux CFRP/Al et CFRP/Ti. Cette minimisation passe par la compréhension des mécanismes d'usure des outils de coupe ainsi que par la compréhension des phénomènes engendrant les différents défauts pouvant amener à la non-conformité de la pièce. Dans ce sens, des essais de perçages ont été mis en place. Leur instrumentation nous permet d'accéder aux efforts et aux températures générées lors de la coupe.En parallèle de cela, les moyens d'analyse mis en place permettent l'accès à la qualité des trous. L'identification de mécanisme d'usures subis par l'outil est réalisée à l'aide de visualisations au microscope électronique à balayage. L'usure du foret est aussi quantifiée par l'utilisation d'un microscope numérique pouvant mesurer le profil de l'arête de coupe de l'outil.Les champs de température au voisinage de l'interface outil/copeau influent de façon importante sur la durée de vie de l'outil. Difficile d'accès par l'expérimentation, ces champs de température sont toutefois accessibles par la simulation numérique des sollicitations thermiques appliquées à la pièce. Le modèle développé dans ce projet permet, par méthode inverse, de déterminer la température appliqué sur la paroi du trou à partir des mesures expérimentales réalisé à 4mm de celle-ci. Celui-ci à permis de visualiser l'étendu des zones affectées thermiquement et de confirmer les tendances observées expérimentalement

La thématique de recherche proposée se présente comme une étude préliminaire en vue de minimiser le cout des opérations de perçage de multi-matériaux CFRP/Al et CFRP/Ti. Cette minimisation passe par la compréhension des mécanismes d'usure des outils de coupe ainsi que par la compréhension des phénomènes engendrant les différents défauts pouvant amener à la non-conformité de la pièce. Dans ce sens, des essais de perçages ont été mis en place. Leur instrumentation nous permet d'accéder aux efforts et aux températures générées lors de la coupe.En parallèle de cela, les moyens d'analyse mis en place permettent l'accès à la qualité des trous. L'identification de mécanisme d'usures subis par l'outil est réalisée à l'aide de visualisations au microscope électronique à balayage. L'usure du foret est aussi quantifiée par l'utilisation d'un microscope numérique pouvant mesurer le profil de l'arête de coupe de l'outil.Les champs de température au voisinage de l'interface outil/copeau influent de façon importante sur la durée de vie de l'outil. Difficile d'accès par l'expérimentation, ces champs de température sont toutefois accessibles par la simulation numérique des sollicitations thermiques appliquées à la pièce. Le modèle développé dans ce projet permet, par méthode inverse, de déterminer la température appliqué sur la paroi du trou à partir des mesures expérimentales réalisé à 4mm de celle-ci. Celui-ci à permis de visualiser l'étendu des zones affectées thermiquement et de confirmer les tendances observées expérimentalement / The proposed research topic is a preliminary study to minimize costs of drilling operation in multi-materials stacks as CFRP/Al and CFRP/Ti. In order to minimize these costs, it is initially necessary to understand the cutting tools wear mechanisms and the phenomenon leading to the non-conformity of the drilled hole. In this way, drilling tests were carried out. The instrumentation of this tests allow to access to the cutting forces and to the temperature achieved during the cutting process.In association, analyses devices were used to monitored the holes quality. The cutting tools wear mechanisms were observed through scanning electron microscope. The access of the cutting edge profile, by the measures achieved on a numerical microscope, allows quantifying the tool wear.The temperature fields near the tool/chip interface influence significantly the tool life. They are difficult to reach by experimentation, but can be obtained using numerical simulation of the workpiece thermal solicitations. The model developed allow, by inverse method, to reach the hole wall temperature using the temperature reach at 4mm of it. The temperature field was obtained and the tendencies observed experimentally were confirmed by this model.