Germination, croissance et modèles cinétiques

Il est generalement admis que les transformations chimiques des solides divises (reaction avec un ou plusieurs gaz ou decomposition thermique) mettent en jeu deux processus, la germination et la croissance, dont les mecanismes sont differents. Leur vitesse evolue donc differemment avec la temperature et la pression partielle des gaz. En fait, en oxydation des metaux et alliages, le processus de germination est rarement pris en compte excepte dans des conditions tres particulieres, par exemple avec des surfaces prealablement traitees sous ultra-vide pour eliminer toute trace d'oxyde natif, et avec des conditions d'oxydation tres douces (faible pression, faible temperature). Donc en general pour un metal a haute temperature, le seul processus responsable de l'oxydation est la croissance de la couche d'oxyde. De plus, les modeles cinetiques reposent generalement sur l'hypothese d'echantillons plans de tres faible epaisseur (plaquettes). Ainsi les lois cinetiques peuvent etre calculees pour une etape limitante donnee, d'ou par exemple la loi parabolique en regime diffusionnel, et la loi lineaire en regime d'interface. Il est cependant interessant d'elargir le cadre de la cinetique d'oxydation a des situations plus compliquees ou le solide se presente sous la forme d'un ensemble de grains et peut reagir avec un ou plusieurs gaz. Comment dans ce cas calculer la loi cinetique donnant la variation de la prise de masse au cours du temps ? On concoit aisement qu'il soit necessaire de considerer la forme geometrique des grains et la croissance du produit forme, mais cela ne suffit pas, il faut egalement tenir compte de la germination qui, dans ce cas, se produit a la surface des grains. Le but du cours est de montrer comment construire un modele cinetique complet, en precisant les hypotheses communes et specifiques aux differents modeles possibles. L'utilisation de logiciels de cinetique heterogene sera egalement evoquee.