Traitement thermique

Le traitement thermique d'un matériau est un groupe de procédés industriels utilisés pour modifier les propriétés physiques, mécaniques et parfois chimiques de ce dernier. Ce traitement est utilisé lors de la fabrication des matériaux comme le verre, le bois, les aliments et surtout les métaux.

Le traitement thermique implique l'utilisation du chauffage et/ou du refroidissement, normalement à des températures extrêmes, pour obtenir le résultat souhaité, tel que la modification de la friabilité, de la dureté, de la ductilité, de la fragilité, de la plasticité, de l’élasticité ou de la résistance du matériau.

Les traitements thermiques jouent également un rôle important dans le domaine de la tribologie, voir le chapitre spécialisé du Wikilivre Tribologie consacré à ce sujet.

Classification

Les traitements thermiques peuvent être classés comme suit[1] :

Traitements dans la masse (amélioration des propriétés de masse) :
- Trempe
- Revenu
- Recuit
Traitements superficiels (amélioration des propriétés superficielles) :
- Durcissement par trempe après chauffage superficiel :
  - Induction électromagnétique
  - Flamme (chalumeau)
  - Laser
  - Torche à plasma, hexa-plasma
  - Faisceau électronique
- Traitements thermochimiques :
  - Diffusion d'éléments non métalliques : cémentation (C), nitruration (N), carbonitruration (C et N), nitrocarburation (N et C), sulfonitrocarburation (S, N et C), oxynitrocarburation (O, N et C), boruration (B), noirciment (évite l’oxydation), etc.
  - Diffusion d'éléments métalliques : chromisation (Cr), aluminisation (Al), chrome-aluminisation (Cr et Al), manganisation (Mn), shérardisation (Zn), etc.

Matériaux traités

Traitement thermique d'un métal
Traitement thermique du verre : le recuit du verre, dans certaines conditions, peut renforcer sa résistance au bris. Voir aussi l'article Verre trempé.
Traitement thermique du bois : il permet[2] :
- de rendre le bois plus foncé tout en lui donnant une couleur plus homogène ;
- de donner une meilleure stabilité dimensionnelle au bois ;
- d'offrir une meilleure résistance aux champignons (en portant le bois au-delà d'une certaine température, ce qui dégrade le glucose), mais en affectant sa résistance ou son aspect (aspect pelucheux parfois), plus chez les feuillus que chez les résineux.

Références

Dominique Ghiglione, Claude Leroux et Christian Tournier, « Pratique des traitements thermochimiques », Éditions techniques de l'ingénieur, traité Matériaux métalliques.
Bächle F. et Niemz P., « Traitement thermique du bois », WSL, 2011.

Voir aussi

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[1] Dominique Ghiglione, Claude Leroux et Christian Tournier, « Pratique des traitements thermochimiques », Éditions techniques de l'ingénieur, traité Matériaux métalliques.

[2] Bächle F. et Niemz P., « Traitement thermique du bois », WSL, 2011.