Brevet FR2638156A1 — publié le 19900427

ARTICLE COMPORTANT UN REVETEMENT PROTECTEUR ET PROCEDE DE PREPARATION L'invention concerne des revêtements protecteurs pour des articles manufacturés métalliques qui sont exposés à des environnements à haute température. Elle porte plus particulièrement sur des revêtements céramiques, par exemple dans un système de revêtement faisant fonction de barrière thermique, qui n'exigent pas une couche de revêtement de liaison entre la couche céramique et le substrat en métal. La combinaison des propriétés de céramiques avec les propriétés de métaux, en particulier de superalliages, a fait l'objet de recherches scientifiques considérables. Selon un aspect de ces recherches, on a tenté d'obtenir des articles métalliques manufacturés comportant des revêtements céramiques protecteurs, dans le but de eombiner les proprié- tés thermiques de céramiques avec la ductilité et la résis- tance mécanique de métaux. Des revêtements céramiques ayant une faible conductivité thermique se comportent comme des barrières thermiques qui isolent et protègent les substrats métalliques sous-jacents vis-à-vis des températures élevées et/ou de conditions oxydantes auxquelles les substrats sont exposés. Du fait de ces propriétés, les revêtements de bar- rière thermique sont particulièrement utiles pour protéger les composants métalliques d'équipements tels que des mo- teurs et des générateurs à turbine à gaz. Dans des applica- tions de moteurs d'aéronefs, l'utilisation de revêtements céramiques sur des carénages de turbine à haute pression, et de revêtements de barrière thermique sur d'autres organes de. moteurs, constitue un aspect fondamental de l'évolution en cours visant à l'obtention de températures d'entrée de tur- bine plus élevées, de rapports poussée/masse accrus et d'une meilleure consommation spécifique de carburant. L'applica- tion de tels revêtements sur les organes métalliques en su- peralliages qu'on utilise couramment dans des chambres de combustion de moteurs d'aéronefs, des conduits de transition, des chemises de dispositifs de post-combustion, des embases d'aubes et des surfaces aérodynamiques dans divers étages, réduit à la fois la température du substrat en métal et les effets de transitoires thermiques sur ce dernier. Dans le passé, on a souvent appliqué des revêtements céramiques de barrière thermique par des techniques de pulvé- risation par plasma ou par dépôt en phase vapeur. Pour per- mettre l'adhérence de la couche céramique sur le substrat en métal, il a généralement été nécessaire d'employer une couche de revêtement detransition, ou couche de liaison superposée, qui est une couche qu'on fozmeentre le métal et la céramique. Lorsqu'on applique la couche de revêtement de liaison au subs- trat en métal, elle procure une protection contre l'oxydation pour le substrat en métal et une couche relativement rugueuse dans laquelle les particules de céramique sont disposées de façon à former une liaison mécanique avec le substrat en mé- tal. Parmi les compositions de couche de revêtement de liaison couramment employées, figure la classe de matériauxqu'on ap- pelle des alliages MCrAly. De tels alliages ont généralement une composition qui comprend 5 à 40% de chrome, 3 à 25% d'alu- minium, 0,01 à 3% d'yttrium (ou de hafnium, de lanthane, de cérium ou de scandium), et un complément, M, sélectionné dans le groupe comprenant le fer, le cobalt, le nickel et des mé- langes de ceux-ci. Des systèmes de revêtement de barrière thermique utilisant ces types de couches de revêtement de liaison sont bien connus dans la technique, et sont décrits par exemple dans les brevets des E.U.A. suivants: 4 055 705, 4 248 940, 4 405 660 et 4 485 151. Cependant, l'utilisation d'une couche de revêtement de liaison dans le système de revêtement de barrière thermi- que limite la température à laquelle on peut soumettre l'ar- ticle manufacturé revêtu. Un grand nombre des matériaux uti- lisés pour une couche de revêtement de liaison ne peuvent pas supporter une température supérieure à environ 1040 C, alors que la couche de céramique et le substrat en métal peuvent supporter des températures notablement plus élevées. Par con- séquent, dans l'utilisation d'un tel article manufacturé re- vêtu, la température de la couche de revêtement de liaison limite la température de fonctionnement maximale du système de revêtement de barrière thermique. En outre, une telle cou- che de revêtement de liaison superposée augmente le poids des articles manufactures terminés. Le poids accru qui est attri- buable à la couche de revêtement de liaison est une considé- ration importante, en particulier pour des applications tel- les que des moteurs d'aéronefs. L'inclusion d'une couche de revêtement de liaison dans le système de revêtement de bar- rière thermique exige également des opérations de fabrication supplémentaires, ce qui augmente les cots de fabrication et allonge les séquences de production. De plus, la couche de revêtement de liaison est susceptible fe se dégrader et de faire apparaître des défauts qui peuvent provoquer à leur tour un ébrèchement, un écaillage ou une fissuration de la couche de céramique qui est fixée sur elle. La présente invention a donc pour but de procurer un système de revêtement de barrière thermique qui n'exige pas le type de couche de liaison ou de transition décrit ci- dessus, entre le substrat en métal et le revêtement céramique de barrière thermique. L'invention a également pour but de procurer un sys- tème de revêtement de barrière thermique qui soit capable de supporter des températures plus élevées que ce qui était pos- sible jusqu'à présent pour des systèmes de barrière thermique employant de telles couches de revêtement de liaison. Un autre but encore de l'invention est de procurer un procédé pour appliquer directement des revêtements céra- miques de barrière thermique sur des substrats en métal, sans utiliser des couches de transition ou de liaison. Selon un aspect de l'invention, un article manufac- turé sur lequel est formé un revêtement protecteur, tel qu'un revêtement de barrière thermique, comprend un substrat métallique ayant au moins une surface rendue rugueuse, dans laquelle sont formées des cavités au profil déchiqueté, re- liées les unes aux autres en surface, qui s'étendent dans le substrat sur au moins 15 pm, en moyenne arithmétique. Un re- vêtement céramique de barrière thermique est fixé sur la surface de façon qu'au moins une partie du revêtement se trouve dans les cavités de la surface rugueuse du substrat, sur la ligne d'interface ou de liaison entre eux. Dans un mode de réalisation, le substrat consiste en un matériau sé- lectionné dans le groupe qui comprend des alliages à base de nickel, à base de cobalt et à base de fer, et le revêtement céramique consiste essentiellement en oxyde de zirconium stabilisé avec un autre oxyde. Selon un autre aspect de l'invention, un procédé pour revêtir un substrat en métal avec un revêtement protec- teur tel qu'un matériau de barrière thermique, comprend l'opération consistant à rendre rugueuse au moins une surfa- ce du substrat en métal, de façon que la mesure de la surfa- ce résultante avec un appareil de mesure de profil donne une valeur d'au moins environ 15 pm, en moyenne arithmétique. On sélectionne une technique commode et préférée pour rendre la surface rugueuse parmi les techniques d'attaque chimique, d'attaque électrochimique et de traitement de surface par laser. On'applique ensuite sur le substrat un revêtement protecteur tel qu'un revêtement céramique de barrière ther- mique, de façon qu'au moins une partie du revêtement se trouve à l'intérieur des cavités de la surface rugueuse du substrat. On peut appliquer le revêtement sur la surface ru- gueuse du substrat en employant divers procédés, comme par exemple la pulvérisation par plasma, le dépôt en phase vapeur ou la pulvérisation cathodique. Pour obtenir une composition stoechiométrique de la céramique, on peut chauffer le revête- ment de barrière thermique dans une atmosphère contenant de l'oxygène. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de modes de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La suite de la description se réfère aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une coupe partielle agrandie qui représente schématiquement la structize métnlographique d'une partie d'un article manufacturé revêtu conforme à un mode de réalisation de l'invention; La figure 2 est une vue en perspective éclatée qui représente schématiquement un article manufacturé auquel on doit appliquer un revêtement de barrière thermique, conformé- ment à un autre mode de réalisation de l'invention; et La figure 3 est une vue en perspective qui représen- te schématiquement l'aspect d'un article manufacturé revêtu d'une barrière thermique, conformément-à l'invention, qui a été soumis à un test de cycles thermiques. La figure 1 représente schématiquement une coupe avec un grossissement d'environ 32 d'une partie d'un article métallique qui porte un revêtement céramique de barrière thermique durable, conforme à l'invention. Le substrat métal- lique 10 comporte au moins une surface rugueuse 12 sur la- quelle est fixé un revêtement céramique de barrière thermique 14. Le revêtement 14 est formé sur le substrat 10 de façon qu'au moins une partie du revêtement 14 soit en contact di- rect avec la surface rugueuse 12. Conformément à l'invention, la mesure du profil de la surface rugueuse 12 avec un appa- reil de mesure de profil donne une valeur d'au moins 15 pm,en moyanne arithmétique, et cette surface est caractérisée par le fait qu'elle comporte des cavités au profil déchiqueté, comme le montre la figure 1. Le substrat 10 peut avoir une grande variété de structures. De façon générale, le substrat 10 peut être cons- titué par n'importe quelle structure métallique qui bénéficie d'un revêtement adhérent comme un revêtement établissant une barrière thermique. Dans un mode de réalisation particulière- ment utile, le substrat 10 est un article qui convient pour l'utilisation dans des structures ayant une résistance méca- nique élevée et une résistance élevée à la température et à la corrosion. Dans un tel mode de réalisation, le substrat 10 comprend un matériau de base sélectionné dans le groupe cons- titué par les alliages à base de nickel, à base de cobalt et à base de fer. On trouve dans ce groupe de matériau les compo- sitions d'alliages connues sous le nom de superalliagesz du fait de leurs propriétés exceptionnelles à des températures élevées. Pour des applications de moteurs à turbine à gaz, il est souvent souhaitable que le matériau choisi pour le subs- trat 10 ait une résistance mécanique élevée, ainsi qu'une - bonne résistance à l'oxydation et a la corrosion à des tempé-- ratures élevées. Le Tableau 1 ci-après donne une liste de com- positions d'alliages typiques qui possèdent de telles caracté- ristiques. Le matériau qui est choisi pour le revrêtement cérami- que 14 doit présenter entre autres propriétés, une faible conductivité thermique, une adhérence appropriée sur le subs- trat 10 pour la résistance à l'écaillage et à la fissuration sous l'effet de contraintes thermiques, un taux de dilatation thermique aussi proche que possible de celui du substrat 10, et une stabilisation appropriée de la structure cristalline de la céramique, pour minimiser les effets de la dilatation en volume résultant d'une transformation structurale. On utilise souvent l'oxyde de zirconium dans des systèmes de revêtement de barrière thermique, du fait qu'il constitue une barrière thermique efficace. On a trouvé que TABLEAU 1 COMPOSITIONS DE SUPERALLIAGES Pourcentage nominal en poids, plus impuret6s accidentelles A1Loy Fe Cr AI Ti Y203 Ni C Co Mo W Cb Ta Re Iif B Zr Y MA956 * 20 4,5 0, 5 0, S Ma754 1 20 0,3 0, 5 0,6 * 0 05os René N4 9,3 3,7 4,2 * 7 5 1,S5 6 0,S 4 René NS 7 6,2 * 0,tOS 7,5 1,5 5 615 3 0,15 40ppu lOOppr René 80 14 3 5 * 0t17 9,5 4 4 4015 0,03 MAR-M-509 22t5 10 0t 6 * 7 3,5 0S5 Note: *= complément à 1OO'4 N Do CO oo Lu o' pour obtenir une excellente stabilité, l'oxyde de zirconium - doit être constitué par des mélanges de phases cubiques et tétragonales. On a en outre établi qu'une stabilisation par- tielle de l'oxyde de zirconium avec un autre oxyde, comme de l'oxyde d'yttrium, produit ce mélange de phasesdésiré. Le re- vêtement en céramique 14 consiste de préférence en oxyde de zirconium partiellement stabilisé avec entre environ 6% et % en poids d'oxyde d'yttrium. Une proportion inférieure à environ 6% en poids d'oxyde d'yttrium ne produit pas la sta- bilisation partielle désirée. Au contraire, une proportion supérieure à environ 20% en poids d'oxyde d'yttrium entraîne une stabilisation totale de l'oxyde de zirconium. Dans de nombreuses applications de revêtement de barrière thermique, il est préférable d'employer entre environ 6% et environ 8% en poids d'oxyde d'yttrium. Au cours d'évaluations initiales de la présente in- vention, on a constaté que le degré de rugosité de surface et le caractère de la rugosité, en combinaison, avaient une importance inattendue dans l'aptitude du revêtement céramique superposé à se fixer mécaniquement de façon ferme sur un substrat rugueux. On a noté que des revêtements de liaison, comme celui du type MCrAlY déposé par pulvérisation thermique, avait une rugosité de surface dans la plage d'environ 11,5-14 pm, en moyenne arithmétique. Des revêtements céramiques su- perposés ont présenté une bonne adhérence sur une telle sur- face au cours de longs cycles de tests thermiques. Cependant, en l'absence d'une telle couche de liaison ou de transition, une rugosité de surface dans des plages inférieures conduisait à une liaison non satisfaisante, Par exemple, le sablage d'une surface donne généralement une rugosité de surface dans la plage d'environ 25-6,5 pm, en moyenne arithmétique. Conte tenu de la nature de la surface, on a reconnu qu'en plus d'un degré de rugosité relativement élevé, mesuré par exemple par un appareil de mesure de profil, la surface doit avoir une configuration "déchiquetée", comme le montre la fi- gure 1, pour permettre une bonne liaison ou fixation mécani- que entre la surface rugueuse et un revêtement céramique su- perposé. Par exemple, une surface qui a été traitée ou rendue rugueuse par usinage par électro-érosion, qui est une techni- que bien connue, qui a fait l'objet de nombreuses descrip- tions et qui est largement utilisée,a présenté une rugosité de surface d'environ 19 pm en moyenne arithmétique. Néan- moins, des tests ont montré que d'importantes fissures se dé- veloppaient le long de sa ligne de liaison avec un revêtement céramique. On pense que ceci résulte de l'état de la couche refondue sur la surface rugueuse. Au contraire, une surface qui a été rendue rugueuse par usinage électrochimique, qui est également une technique bien connue,qui a fait l'objet de nombreuses descriptions et qui est largement utilisée pour la rénovation de matériaux mais qui n'est pas spécialement prévue pour rendre une surfa- ce rugueuse, a présenté une rugosité de surface dans la plage de 15 -25 pm (en moyenne arithmétique), et n'a fait apparaî- tre aucune fissure au niveau de la ligne de liaison, dans le même test. Conformément à l'invention, a attribue de tels résultats à la surface comprenant des structures déchiquetées semblables à des dents, représentées sur la figure 1, ainsi qu'à une rugosité de surface d'au moine.environ 15 pm (en moyenne arithmétique). Les données du Tableau 2 ci-après sont représentati- ves des résultats de tests obtenus dans l'évaluation de l'in- vention. TABLEAU 2 Tests thermiques cycliques avec l'appareil JETS (2000 cycles) (Céramique supérieure: ZrO2 - 8Y203, 130 pm d'épaisseur) Exemple Echantillon Préparation Rugosité de Résultats de surface surface (d) (pm en moyenne arithmétique) 1 Standard Couche de 11,5 - 14 Pas de fis- (a) liaison sures sur la ligne de liaison 2 Pas de cou- Usinage 15 - 24 Pas de fis- che de liai- électro- sures sur son (b) chimique la ligne de liaison 3 Pas de cou- Electro- 19 Fissures che de liai--- érosion importantes son (b) sur la li- gne de liai- son 4 Pas de cou- Sablage 2,5 - 6,5 Fissures che de liai- importantes son (c) sur la li- gne de liai- son (a) Couche de liaison CoNiCrAlY (130 pm)/substrat en alliage René 80 (b) Substrat: alliage MA956 rendu rugueux (brasé sur un contrefort en alliage René 80) 1 1 (c) Substrat: alliage René 80 (d) Examen microscopique périodique avec un grossissement de Dans le Tableau 2 ainsi que dans le Tableau 3 qui suit, on a accompli les tests thermiques cycliques au moyen d'un appareil de chocs thermiques pour réacteurs appelé Jet Engine Thermal Shock (JETS), conçuet construit par la demanderesse, et décrit dans le document MACH 3 Magazine, mars/septembre 1987, publié par G.E. Aircraft Engines, Production Operation, "Ceramic Tough New Breed of Shroud". L'appareil JETS comprend fondamentalement quatre sections: (1) une structure de chauffage/refroidissement, (2) un sup- port d'échantillons sous test sur un carrousel vertical, (3) un dispositif électronique de commande de moteur pas à pas et d'indexage, et (4) un équipement de mesure et de contrôle. Un chalumeau oxygène-propane permet un chauffage rapide (en environ 20 secondes) de la face en céramique, sur des échantillons de type bouton de 2,5 cm de diamètre. La station suivante soumet les échantillons à un refroidisse- ment rapide (en environ 20 secondes jusqu'à une température inférieure à 260 C} entre des jets d'air qui sont projetés à la fois sur la surface en céramique et sur le support en métal. Les températures sur les deux faces sont mesurées avec des pyromètres optiques. Dans les évaluations qui sont représentées par les données des Tableaux 2 et 3, le revêtement céramique de barrière thermique en ZrO2 stabilisé avec 8% en poids de Y203 a été formé par pulvérisation par plasma dans l'air jusqu'aux épaisseurs indiquées. Dans chaque cycle du Tableau 2, chaque échantillon a été chauffé dans les conditions sui- vantes: température moyenne de la surface en céramique: 1221 C; température moyenne de la face arrière en métal: 868 C; différence de température moyenne: 353 C. Ensuite, pour chaque cycle, l'échantillon a été refroidi à une tem- Z638156 pérature inférieure à environ 260 C, comme décrit ci-dessus. TABLEAU 3 Tests thermiques cycliques avec l'appareil JETS (2500 cycles) (Céramique supérieure: ZrO2 - 8Y203; épaisseur moyenne: 915-1165 pm) Exemple Echantillon Préparation Rugosité de Résultats de surface surface (c) (pm en moyenne arithmétique) Standard Couche de 11,5 - 14 Pas de fis- (a) liaison sures sur la ligne de liaison 6 - Pas de cou- Electro- 18 - 24 Pas de fis- che de liai- érosion sures sur son (b) la ligne de liaison (a) Couche de liaison CoNiCrAlY (130 Wm)/substrat en alliage René 80 (b) Substrat: alliage MA956 rendu rugueux (brasé sur un contrefort en alliage René 80 (c) Examen microscopique périodique avec un grossissement de 50 Au coQurs de chaque cycle dans le Tableau 3, chaque échantillon a été chauffé dans les conditions suivantes: température moyenne de la surface en céramique: 1408 C; température moyenne de la face arrière en métal: 653 C; différence de température moyenne: 755 C. Ensuite, dans chaque cycle, l'échantillon a été refroidi à une température inférieure à environ 2600C, comme décrit ci-dessus. La comparaison des données du Tableau 2 et du Ta- bleau 3 montre clairement l'effet extrêmement important de l'invention sur l'intégrité du revêtement: la combinaison du degré de rugosité de surface et de la nature de cette ru- gosité peut procurer un système de barrière thermique consi- dérablement amélioré pour des applications à haute tempéra- ture. Dans un exemple particulier employant l'alliage René N5 pour le substrat, on a utilisé une opération d'atta- que chimique pour rendre rugueuse la surface de l'échantillon. Un tel procédé pour rendre la surface rugueuse est particu- lièrement intéressant pour un matériau de ce type qui est un alliage monocristallin dont la composition nominale est indi- quée dans le Tableau 1. L'attaque chimique a donné une rugo- sité de surface dans la plage d'environ 15 -20 pm (en moyen- ne arithmétique), avec une profondeur d'attaque de 50 à 100 pm. De plus, une telle technique d'attaque peut bénéficier de la différence de composition chimique et de caractéristiques d'attaque entre des dendrites et la région interdendritique d'alliages tels que le René N5. L'attaque par un acide a pro- duit une surface rugueuse (jusqu'à 20 Pm en moyenne arithmé- tique particulièrement bien adaptée poUr recevoir et accro- cher une couche supérieure de revêtement céramique. De plus, des pointes de dendrites qui s'étendent à l'intérieur du revêtement céramique peuvent avoir un certain effet sur la formation de fissures à l'intérieur de la céramique, en pro- curant ainsi un mécanisme de détente ou d'atténuation des contraintes près de l'interface. On peut obtenir des résul- tats similaires, en fonction de l'article qui constitue le substrat, par un réglage des paramètres du procédé d'usinage électrochimique bien connu, qu'on utilise généralement pour enlever des quantités notables de métal, pour mettre en forme la surface d'un article. Dans l'exemple d'attaque chimique ci-dessus, faisant intervenir l'alliage René N5, on a utilisé pour le bain d'at- taque une solution aqueuse consistant de façon prédominante en HC1, avec une petite quantité de HNO3, et contenant FeC13 dans la proportion d'environ 50% en poids de FeCl3 par rap- port à l'eau. On a effectué l'attaque pendant environ une heure au voisinage de la température ambiante. Pour des applications dans lesquelles c'est souhai- table, l'article manufacturé revêtu de l'invention-peut en outre comprendre une ou plusieurs structures pré-formées en céramique, chaque structure pré-formée étant fixée mécani- quement sur au moins une surface du substrat en métal, de.la manière qui est illustrée sur la figure 2. La structure en céramique pré-formée peut être réalisée de façon à avoir une forme et une épaisseur prédéterminées, et cette épaisseur peut dépasser notablement l'épaisseur qu'on peut atteindre aisément pour des revêtements en céramique formés par pulvé- risation par plasma dans l'air. Dans le mode de réalisation particulier qui est représenté sur la figure 2, la structure pré-formée comprend une plaque de céramique 16 comportant une paire de rainures de-retenue 18 formées le-long de tranches opposées de la plaque 16. Des moyens permettant de fixer mé- caniquement la plaque 16 sur la surface 22 du substrat 10 comprennent une paire de languettes de retenue 20 qui sont associées aux rainures de retenue 18, aVec les languettes de retenue 20 disposées de façon que chaque languette 20 soit verrouillée avec l'une des rainures de retenue 18. Les lan- guettes de retenue 20 sont formées d'un seul tenant avec le substrat 10 et elles ont une configuration prévue de façon à retenir en position la plaque de céramique 16, par rapport au substrat 10. Les surfaces restantes du substrat 10, comme les surfaces 24, 26, 28 et 30, peuvent être constituées par des surfaces rendues rugueuses, sur lesquelles on peut ap- pliquer un revêtement céramique, de la manière qui est illus- trée par la surface 12 et le revêtement 14 sur la figure 1. Dans un tel mode de réalisation, le revêtement céramique de barrière thermique peut être formé de façon à encapsuler com- plètement le substrat 10, et il peut être constitué par des sections ayant plusieurs épaisseurs différentes; On peut former les systèmes de revêtement de bar- rière thermique décrits ci-dessus sans utiliser une couche de revêtement de liaison intermédiaire, formée sur place, entre la céramique protectrice et la structure sous-jacente. Conformément à l'invention, un procédé de revêtement d'un substrat en métal avec un matériau de barrière thermique comprend les opérations qui consistent à rendre rugueuse au moins une surface du substrat en métal, comme décrit ci-des- * sus, et à lui appliquer un revêtement céramique de barrière thermique. Le revêtement céramique est appliqué de façon qu'une partie au moins de celui-ci soit située à l'intérieur des cavités à profil déchiqueté qui sont formées dans la surface rugueuse du substrat. On accomplit l'opération con- sistant à rendre la surface rugueuse de façon que la mesure du profil de la surface rugueuse du substrat avec un appareil de mesure de profil, donne une valeur d'au moins 15 pm, en moyenne arithmétique, de préférence comprise entre 15 et 25 qm. On peut employer un certain nombre de techniques différentes pour rendre rugueuse la surface du substrat. Con- formément à l'invention, on a trouvé que l'usinage électro- chimique et l'attaque chimique sont deuk procédés particuliè- rement efficaces pour produire une surface de substrat ru- gueuse. Dans la technique d'enlèvement de matière, un but de l'usinage électrochimique est de produire une finition de. surface lisse. Par exemple, on utilise couramment. l'usinage électrochimique dans la fabrication d'organes de moteurs d'aéronefs pour satisfaire les exigences de finition de sur- face qui sont imposées par des considérations de conception mécaniques et aérodynamiques. On a cependant trouvé, confor- mément à l'invention, qu'en modifiant des paramètres de pro- cessus tels que l'intensité, la course du piston, le débit de la buse et la solution d'électrolyte, on peut également utiliser l'usinaqe électrodchimique pour produire une surface de métal rugueuse du type qui convient pour une surface de liaison dans le cas de revêtements céramiques de barrière thermique. On a par exemple employé l'usinage électrochimi- que pour produire des rugosités de surface correspondant à des valeurs mesurées avec un appareil de mesure de profil qui sont dans la plage de 18 à 25 pm, en moyenne arithméti- que, pour des substrats en alliages métalliques ayant les compositionsd'alliages MA 956 et MA 754 qui sont indiquées dans le Tableau 1. Les surfaces de'métal rugueuses résultan- tes ont été caractérisées par des crêtes et des vallées dis- tinctes et présentaient une texture rugueuse et grenue, si- milaire aux textures que présentent des couches de revête- ments de liaison formées par pulvérisation par plasma dans l'air. On peut produire des surfaces rugueuses similaires par un traitement d'attaque chimique. En choisissant de fa- çon appropriée la solution d'attaque et la durée pendant la- quelle le substrat est immergé dans cette solution, comme décrit cidessus en relation avec l'alliage René N5, on peut obtenir une variété de rugosités de surface désirées.-On a par exemple obtenu des rugosités de surface correspondant à des valeurs comprises entre environ 15 et 23 pm, en moyenne arithmétique, mesurées avec un appareil- de mesure de profil, en effectuant une attaque chimique de substrats en alliages métalliques ayant les compositions des alliages René N4 et René N5 qui sont indiquées dans le Tableau 1. Pour des substrats qui sont formés par des techni- ques de moulage de métal, il peut être souhaitable de former la surface de substrat rugueuse dans le cadre de l'opération de moulage. L'étape d'augmentation de la rugosité, conformé- ment à l'invention, peut être accomplie pendant la formation du substrat en métal, en coulant le substrat dans un moule qui a lui-même une surface rugueuse, la surface rugueuse du moule ayant une configuration conçue de façon à donner une surface rugueuse correspondante au substrat brut de moulage. On peut par exemple rendre ruqueuses des surfaces sélection- nées de moule à la cire par des techniques de moletage, d'attaque ou d'usinage électrochimique. Une fois qu'on a réalisé les surfaces rugueuses du moule, on peut utiliser des techniques normales de moulage à cire perdue pour former le substrat. La structure du substrat résultant brut de mou- lage comprend au moins une partie de surface ayant une natu- re et une rugosité appropriées, conformément à l'invention, pour faire fonction de surface de liaison pour un revêtement céramique de barrière thermique. Le revêtement céramique de barrière thermique peut être appliqué par un certain nombre de procédés sur la sur- face rugueuse du substrat. Parmi des techniques appropriées figurent la pulvérisation par plasma, le dépôt par vapeur et la pulvérisation cathodique. Toutes ces techniques sont bien connues et ont fait l'objet de nombreuses descriptions. De façon générale, dans la pulvérisation par plasma, des parti- cules de poudre ayant la composition désirée sont transpor- tées d'un canon à plasma vers la surface de la cible par un jet de gaz chaud. Les particules de poudre sont chauffées jusqu'à un état de fusion parle jet de gaz chaud et elles se resolidifient au moment du dépôt sur le surface de la cible. Dans le dépôt en phase vapeur, l'article à revêtir est placé au-dessus d'un bain en fusion d'un matériau ayant la compo- sition désirée. Au fur et à mesure que le matériau s'évapore, la vapeur résultante se condense sur l'article et forme un revêtement sur ce dernier. On met commodément en oeuvre le procédé de dépôt par vapeur dans une chambre à vide, et on utilise souvent un faisceau d'électrons en tant que source de chaleur pour maintenir le matériau chauffé à l'état de fusion. Pour des revêtements de barrière thermique contenant des oxydes, la céramique déposée qui résulte des techniques d'application ci-dessus peut être déficiente en oxygène. Lorsqu'on utilise de tels revêtements dans le procédé de l'invention, on peut soumettre le revêtement de barrière thermique à un traitement supplémentaire, en le chauffant dans une atmosphère contenant de l'oxygène, de façon à ob- tenir une composition de céramique pratiquement stoechiomé- trique. Pour des céramiques à l'oxyde de zirconium partiel- lement stabilisées, le chauffage du revêtement dans l'air pendant environ 4 heures à une température d'environ 1080"C est généralement suffisant. Il faut noter que, dans certai- nes applications, l'article revêtu subit un recuit dans les conditions d'utilisation, auquel cas l'opération de recuit à température élevée décrite ci-dessus n'est pas nécessaire. Dans certaines applications de revêtements de bar- rière thermique, l'épaisseur désirée du revêtement céramique peut dépasser l'épaisseur qu'on peut aisément obtenir en - utilisant les techniques de formation de revêtement cérami- que décrites ci-dessus. Dans de telles applications, le pro- cédé de l'invention peut en outre comprendre la fixation mé- canique d'au moins une structure pré-formée en un matériau céramique, sur au moins une surface du substrat en métal, comme décrit ci-dessus en relation avec la figure 2. Bien entendu, à titre d'opération préparatoire pour n'importe laquelle des techniques de traitement qui en- trent dans le cadre de l'invention, il peut être souhaitable de nettoyer soigneusement la surface qui doit être rendue rugueuse ou revêtue. On peut enlever des souillures, des graisses, des oxydes, etc., par un certain nombre de procé- dés de nettoyage appropriés, connus dans la technique. Dans une autre évaluation de l'invention, on a re- vêtu avec un matériau de barrière thermique, conformément à l'invention, une structure en alliage MA 956, connue dans la technique des moteurs d'aéronefs sous l'appellation "gout- tière en V", et on a testé cette structure dans un appareil correspondant à un brûleur du type "tunnel de flamme ", avec variation de température cyclique. On a rendu rugueuse, par usinage électrochimique, la surface intérieure des deux pans arrière de la gouttière en V, et on a appliqué sur les sur- faces rugueuses, par pulvérisation par plasma dans l'air, un revêtement de céramique de 0,5 mm d'épaisseur, consistant en oxyde de zirconium stabilisé par 8% en poids d'oxyde d'yt- trium. On a soumis la structure de gouttière en V revêtue à un test de cycle thermique dans un appareil de test à tunnel de flamme, qui produit des températures de fonctionnement plus élevées que l'appareil-de test de chocs thermiques qui est utilisé dans les exemples ci-dessus, et qui comporte un système de chauffage sous pression. Pendant la partie de chauffage du cycle de test, l'échantillon est chauffé par une flamme produite par auto-allumage de carburéacteur sous pression, à une pression d'environ 7 x 105 Pa au- dessus de la pression atmosphérique, jusqu'à une température d'environ 1260 C, en une durée de 22,5 secondes. Pendant le cycle de refroidissement, on a utilisé un refroidissement par eau pour refroidir l'échantillon, à une pression de 6 x 105 Pa au-dessus de la pression atomsphérique, jusqu'à une tempéra- ture d'environ 1040 C, sur la même durée de 22,5 secondes. L'échantillon revêtu de la barrière thermique a subi avec succès 1000 de ces cycles de test avec l'appareil à br leur. Le système de revêtement de barrière thermique est resté totalement intact, sans aucun écaillage apparent de la céramique. La surface rendue rugueuse par usinage électrochimique a procuré à nouveau une excellente surface de liaison pour l'adhérence de la céramique au substrat en métal. La figure 3 montre l'aspect de la-gouttière en V après 1000 cycles thermiques. Les surfaces rendues rugueuses par usinage électrochimique sur lesquelles le revêtement cé- ramique a été appliqué, sont représentées sur la figure 3 comme étant des surfaces intérieures 44 et 46 des pans ar- rière 40 et 42. Pendant le test, deux petites fissures, dé- signées par les Zéférences 48 et 50 sur la figure 3, sont apparues dans les bords arrière de la structure de gouttière en V. Chaque fissure mesurait approximativement 8 mm de lon- gueur et était située approximativement dans la zone médiane du pan arrière respectif. Ces fissures ont été probablement dues au gradient de température relativement élevé qui exis- tait de part et d'autre des pans pendant les cycles de tem- pérature. Pendant le test, la gouttière en V était maintenue fermement en position. par deux flasques d'extrémités de gouttière en V. Les flasques d'extrémités étaient montés dans l'appareil de test et l'appareil complet était loqé dans le conduit d'eau, d'une manière telle que l'eau de re- froidissement donne aux flasques d'extrémités, donc aux par- ties supérieure et inférieure de la gouttière en V, une tem- pérature très inférieure à celle de la région médiane du pan. Le gradient thermique résultant sur l'étendue de chaque pan a induit une contrainte thermique maximale dans sa par- tie médiane, et a probablement entraîné la formation des fissures 48 et 50 qui sont représentées sur la figure 3. Il faut en outre noter que cette structure de gouttière en V simule un organe du dispositif de post-combustion d'un mo- teur d'aéronef, et on considère que cette-structure n'est défaillante que si elle est complètement coupée en deux morceaux séparés. Théoriquement, lorsque les fissures 48 et se propagent vers le nez avant 52 df la gouttière en V, le gradient thermique et la contrainte thermique résultante sur l'étendue de chaque pan diminueront jusqu'à un niveau tel que chaque fissure cesse de se propager ou de se déve- lopper plus loin. On a décrit dans ce qui précède un système de re- vêtement de barrière thermique qui n'exige pas la formation d'une couche de revêtement de liaison entre le substrat en métal et le revêtement céramique de barrière thermique. L'invention procure un article manufacturé, protégé au point de vue thermique, qui comporte un revêtement céramique du- rable qui est fermement lié au substrat. En éliminant la nécessité d'une telle couche de revêtement de liaison, l'in- vention procure un article fini qui est plus léger et qui peut--supporter des températures de fonctionnement plus éle- vées que ce qui était possible jusqu'à présent, en utilisant des systèmes de revêtement de barrière thermique classiques. En outre, en procurant un procédé pour appliquer directement des revêtements céramiques de barrière thermique sur des substrats en métal, l'invention réduit également les frais de fabrication et la longueur des séquences dé fabrication. Bien qu'on ait décrit l'invention en détail en con- sidérant certains de ses modes de réalisation préférés, l'homme de l'art pourra y apporter de nombreux changements et modifications. Par exemple, bien qu'on ait décrit l'in- vention en considérant plusieurs exemples spécifiqués, les compositions de céramiques et de métaux, ainsi que les tech- niques de traitement qui sont indiquéesdans la description, doivent être considéréescomme des exemples non limitatifs. REVENDICATIONS 1. Article manufacturé comprenant un revêtement protecteur (14) sur un substrat métallique d'article (10), caractérisé en ce que le substrat métallique présente une surface (12) dans laquelle sont formées des cavités au pro- fil déchiqueté qui s'étendent dans le substrat sur au moins pm (en moyenne arithmétique), et ces cavités sont rac- cordées les unes aux autres à la surface. 2. Article selon la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement (14) est un revêtement céramique qui est formé dans les cavités, de façon à établir un ac- crochage mécanique entre la surface (12) et le revêtement céramique (14). 3. Article selon la revendication 2, caractérisé en ce que le revêtement céramique (14) est un revêtement de barrière thermique qui est basé essentiellement sur de l'oxyde de zirconium. 4. Article selon la revendication 3, caractérisé en ce que le substrat (10) est un superalliage basé sur au moins un élément sélectionné dans le groupe formé par Ni, Co et Fe; les cavités s'étendent dans lé substrat (10) dans la plage d'environ 15-25 pm (en moyenne arithmétique); et le revêtement de barrière thermique (14Ai consiste de façon prédominante en oxyde de zirconium stabilisé avec un autre oxyde. 5. Article selon la revendication 4, caractérisé en ce que le substrat (10) consiste en un superalliage à structure monocristalline à base de nickel; et le revête- ment de barrière thermique (14) consiste de façon prédomi- nante en oxyde de zirconium stabilisé avec environ 6 à 20% en poids d'toxyde d'yttrium. 6. Article selon la revendication 4, caractérisé en ce que le revêtement de barrière thermique (14) est ap- pliqué avec une épaisseur d'environ 0,13 mm. 7. Article selon la revendication 6, caractérisé en ce que le revêtement (14) est appliqué avec une épaisseur dans la plage d'environ 0,13-1,3 mm. 8. Article selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend: le substrat métallique (10); au moins une structure pré-formée en un matériau céramique (16); et des moyens (18, 20) pour fixer sur l'article la structure pré-formée. 9. Procédé de préparation d'un substrat métallique d'article (10) pour l'application d'un revêtement protecteur (14), caractérisé en ce qu'il comprend l'opération consis- tant à donner au substrat une surface (12) ayant des cavités au profil déchiqueté qui s'étendent dans le substrat (10) sur au moins 15 pm (en moyenne arithmétique), de façon que les cavités soient raccordées entre elles à la surface. - 10. Procédé d'application d'un revêtement protecteur (14) sur un substrat métallique (10), caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes: on rend rugueuse une surface (12) du substrat pour former dans la surface des cavités qui ont un profil déchiqueté et qui s'étendent dans le substrat (10) sur au moins 15 Mm (en moyenne arith- métique), les cavités étant raccordées entre elles à la surface; et on forme le revêtement protecteur (14) dans les cavités, de façon que le revêtement soit accroché mécani- quement au substrat (10) au niveau des cavités. 11. Procédé selon la revendication 10 pour l'appli- cation du revêtement protecteur (14) sur le substrat métal- lique (10), caractérisé en ce qu'on rend la surface rugueuse par un procédé d'enlèvement de métal sélectionné dans le groupe qui comprend l'enlèvement électrochimique, l'attaque chimique et l'attaque par laser. 12. Procédé selon la revendication 10, pour l'ap- plication du revêtement protecteur (14) sur un substrat mé- tallique moulé (10)' caractérisé en ce qu'on rend la surface rugueuse en formant les cavités dans le substrat (10) par moulage de précision au moment du moulage du substrat. 13. Procédé selon la revendication 10 pour l'avpli- cation d'un revêtement céramique (14) sur un substrat (10) consistant en un superalliage basé sur au moins un élément sélectionné dans le groupe comprenant Ni, Co et Fe, carac- térisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes: on rend rugueuse une surface (12) du substrat (10), pour former dans la surface des cavités qui ont un profil déchiqueté et qui s'étendent dans le substrat sur une plage de 15 à 25 pm (en moyenne arithmétique); et on forme le revêtement céra- mique (14) dans les cavités de façon que le revêtement soit accroché mécaniquement au substrat (10) au niveau des cavi- tés. 14. Procédé selon la revendication 13 pour l'appli- cation d'un revêtement céramique de barrière thermique (14) sur un substrat (10) consistant en un superalliage à base de nickel, caractérisé en ce qu'on rend la surface rugueuse par un procédé d'enlèvement de métal qui est sélectionné dans le groupe comprenant l'enlèvement électrochimique, l'attaque chimique et l'attaque par laser. 15. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'on forme le revêtement céramique (14) par un pro- cédé d'application de revêtement qui est sélectionné dans le groupe comprenant le dépôt par vapeur, le dépôt par pul- vérisation par plasma et la pulvérisation cathodique. 16. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le revêtement de barrière thermique (14) consiste de façon prédominante en oxyde de zirconium; et la surface est rendue rugueuse par enlèvement électrochimique. 17. Procédé seion la revendication 14, caractérisé en ce que le revêtement de barrière thermique (14) consiste de façon prédominante en oxyde de zirconium; et la surface est rendue rugueuse par attaque chimique. 18. Procédé selon la revendication 14, pour l'ap- plication d'un revêtement céramique de barrière thermique (14) sur un substrat monocristallin d'alliage à base de nickel (10), caractérisé en ce que la surface est rendue rugueuse par attaque chimique; et le revêtement céramique de barrière thermique (14) consiste de façon prédominante en un oxyde de zirconium stabilisé. 19. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que le revêtement de barrière thermique. (14) consiste de façon prédominante en oxyde de zirconium stabilisé avec environ 6 à 20% en poids d'oxyde d'yttrium.