Les alliages à haute entropie : petit voyage au centre…

Stéphane Gorsse

ICMCB, CNRS, Univ. Bordeaux, Bordeaux INP

La découverte de nouveaux alliages métalliques à haute performance est d'une importance cruciale pour permettre le développement technologique. À cet égard, les alliages à haute entropie (HEAs), ou alliages concentrés complexes (CCAs), constituent un terrain fertile pour le métallurgiste. C’est ce que j’essaierai de montrer dans mon exposé en mettant l’accent sur deux points clés. Premièrement, les HEAs/CCAs permettent d’explorer un immense espace de conception qui n’était pas accessible avec les alliages traditionnels, offrant ainsi plus de degrés de liberté pour faire émerger des combinaisons de propriétés inusitées. Deuxièmement, les HEAs/CCAs ont une forte propension à développer des hétérogénéités en raison de leur complexité compositionnelle, que ce soit un ordre atomique local et la formation d’agrégats ou des mécanismes de précipitation et de séparation de phases. Ces fluctuations de composition multi-échelles, en interagissant avec les défauts responsables de la déformation plastique, affectent le comportement mécanique des HEAs/CCAs.

Au cours de mon exposé, j’illustrerai aussi deux approches d’aide à la conception des alliages. Je ferai d’abord la part belle à la thermodynamique computationnelle qui a démontré son intérêt pour mieux comprendre les relations entre la composition atomique, les procédés et la microstructure, pour anticiper les phases présentes, leurs fractions volumiques et les températures de transformation, et pour guider le développement de nouveaux alliages métalliques. J’évoquerai aussi mes tentatives récentes avec l'apprentissage automatique qui apparait comme une technique complémentaire permettant de prédire des propriétés complexes en apprenant à partir des données.