Etude de l'intéraction rayonnement laser CO2-matériau solide en atmosphère raréfiée : caractérisation des effets optiques et thermomécaniques

Cette etude rend compte d'experiences menees dans le but de quantifier les processus optiques, thermiques, mecaniques, et radiatifs mis en jeu lors de l'interaction d'un rayonnement 10,6 micrometres de forte intensite (superieures a 1 mw par centimetre carre) avec un alliage d'aluminium et un graphite, en atmosphere rarefiee. Les resultats de ces travaux ont permis de dresser un bilan d'energie de l'interaction sur une large gamme de densite d'energie et d'intensite moyenne (2 a 500 joules par centimetre carre et 1 a 200 mw par centimetre carre) et de situer precisement le seuil d'apparition d'un plasma plus ou moins opaque au rayonnement incident, a la surface des echantillons. Le premier chapitre est consacre a une approche theorique des differents phenomenes intervenant lors de l'interaction d'un rayonnement laser impulsionnel avec un materiau solide. Le modele de basov fournit tout d'abord une expression analytique de la pression et de l'impulsion specifique exercees sur la cible. Une deuxieme partie definit le type de plasma cree et donne une expression de son coefficient d'absorption. On evoque ensuite l'influence de l'etat de surface sur la creation du plasma, l'echauffement du materiau et l'evolution des proprietes thermiques et optiques. La propagation et l'attenuation de l'onde de choc dans un milieu semi-infini, font l'objet de la derniere partie de ce chapitre. Dans le second chapitre sont exposes les moyens de mesures mis en uvre pour ces investigations, et les performances de la source laser utilisee. Le troisieme chapitre presente enfin une analyse des resultats de mesures de couplages mecanique et thermique, d'energies reflechie et diffusee, de pression et de masse ablatee, sur une large gamme d'intensites moyennes. L'influence de l'etat de surface de l'echantillon et celle du nombre de tirs, est egalement etudiee et presentee