Micro-texturation de surface par un laser femtoseconde |
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Métropole 2015 - Exercice 3 - 5 points |
La micro-texturation de surface est une technologie qui permet d’optimiser la lubrification des pièces métalliques en contact, par exemple dans les moteurs employés dans les sports mécaniques (formule 1, moto grand prix, etc.). Cette micro-texturation est réalisée sur des matériaux appelés DLC (Diamond Like Carbon) déposés en fines couches sur les pièces à lubrifier. Grâce à l’utilisation d’un laser à impulsions ultra-brèves, on crée à la surface des pièces mécaniques un réseau de motifs (cavités, rainures, etc.) ayant des dimensions de quelques dizaines de micromètres qui se comportent comme des microréservoirs d’huile (après lubrification).
D’après MAG’MAT, n° 3, Juillet - Décembre 2009
Les lasers pulsés
1. Domaine d’émission du laser femtoseconde 1.1. Le laser femto seconde présenté est dit « infrarouge ». Justifier. 1.2. Ce laser apparaît rouge à l’observateur. Justifier. 2. Caractéristiques d’une impulsion du laser femtoseconde 2.1. Montrer que l’énergie transportée par une seule impulsion du laser précédent est égale à 0,15 mJ. 2.2. Évaluer le nombre de photons produits par le laser durant une seule impulsion. 3. Gravure par le laser femtoseconde On utilise le laser femtoseconde pour graver une cavité dans une couche de DLC. Déterminer la fluence du laser étudié, puis la durée Δt nécessaire à la gravure d’une cavité circulaire cylindrique de 98 µm de diamètre et de 6 µm de profondeur. Le candidat est invité à prendre des initiatives et à présenter la démarche suivie même si elle n’a pas abouti. La démarche suivie est évaluée et nécessite donc d'être correctement présentée. |