5 10 15 20 25 30 35 1 WO 2018/127652 PCT/FR2017/053872 Piece comprenant un substrat et une barriere environnementale Arriere-plan de ['invention invention concerne la protection d'un substrat dont au moins une partie adjacente a une surface du substrat est en un materiau contenant du silicium, lors d'une utilisation a haute temperature en milieu oxydant, par formation d'une barriere environnementale sur la surface du substrat. Un domaine particulier d'application de I’invention est la protection de pieces en materiau composite a matrice ceramique (CMC) formant des parties chaudes de turbines a gaz, telles que des parois de chambre de combustion, ou des anneaux de turbine, des distributeurs de turbine ou des aubes de turbines, pour des moteurs aeronautiques ou des turbines industrielles. Pour de telles turbines a gaz, Ie souci d'ameliorer Ie rendement et de reduire les emissions polluantes conduit a envisager des temperatures toujours plus elevees dans les chambres de combustion. II a done ete propose de remplacer les materiaux metalliques par des materiaux CMC, notamment pour des parois de chambres de combustion ou anneaux de turbine. En effet, les materiaux CMC sont connus pour posseder a la fois de bonnes proprietes mecaniques permettant leur utilisation pour des elements de structure et la capacite de conserver ces proprietes a des temperatures elevees. Les materiaux CMC comportent un renfort fibreux en fibres refractaires, typiquement en carbone ou en ceramique, qui est densifie par une matrice ceramique, par exemple en SiC. Dans les conditions de fonctionnement des turbines aeronautiques, e'est-a-dire a haute temperature sous atmosphere oxydante et humide, les materiaux CMC sont sensibles au phenomene de corrosion. La corrosion du CMC resulte de I'oxydation du SiC en silice qui, en presence de vapeur d'eau, se volatilise sous forme d'hydroxydes de silicium Si(OH)4. Les phenomenes de corrosion entrainent une recession du CMC et affectent la duree de vie de ce dernier. Afin de limiter cette degradation en fonctionnement, il a ete envisage de former a la surface des materiaux CMC des revetements de barriere environnementale. De5 10 15 20 25 30 35 WO 2018/127652 PCT/FR2017/053872 tels revetements peuvent comporter une couche de liaison en silicium ainsi qu'une couche de silicate de terre rare positionnee sur la couche de liaison. La couche de liaison permet, d'une part, d'ameliorer l'accroche de la couche de silicate de terre rare et, d'autre part, de former une couche de silice protectrice, dont la faible permeabilite a I'oxygene participe a la protection du CMC centre I'oxydation. La couche de silicate de terre rare permet, quant a elle, de limiter la diffusion de la vapeur d'eau vers la couche de silice formee par oxydation du silicium et par consequent de limiter la recession de celle-ci. Toutefois, la couche de silicate de terre rare peut elle-meme etre sensible au phenomene de recession et se volatiliser en fonctionnement, affectant ainsi negativement la duree de vie du substrat revetu. II est souhaitable d'ameliorer la resistance a la recession ainsi que I'effet barriere aux especes oxydantes des revetements de barriere environnementale. II existe done un besoin pour disposer de nouvelles barrieres environnementales conferant au materiau sous-jacent une duree de vie amelioree en fonctionnement. Objet et resume de I'invention A cet effet, ('invention propose, selon un premier aspect, une piece comprenant un substrat, dont au moins une partie adjacente a une surface du substrat est en un materiau contenant du silicium, et une barriere environnementale formee sur la surface du substrat, la barriere environnementale comprenant : - une premiere couche comprenant au moins un premier silicate de terre rare et presentant une taille moyenne de grains inferieure ou egale a 1pm, et - une seconde couche recouvrant la premiere couche, la seconde couche comprenant au moins un second silicate de terre rare et presentant une taille moyenne de grains superieure a 1pm. Sauf mention contraire, on designe par « taille moyenne » la dimension donnee par la distribution granulometrique statistique a la moitie de la population, dite D50. Sauf mention contraire, la taille d'un grain designe la plus grande dimension de ce grain. La taille moyenne de grains peut etre determinee par analyse d'images obtenues par microscopic electronique a balayage (MEB).5 10 15 20 25 30 35 WO 2018/127652 PCT/FR2017/053872 Le fait que la premiere couche presente une taille moyenne de grains inferieure ou egale a 1pm permet avantageusement d'ameliorer I'effet barriere de la barriere environnementale vis-a-vis de la diffusion des especes oxydantes. En effet, la microstructure submicronique de la premiere couche presente une densite importante de joints de grains qui constituent des barrieres de diffusion aux especes oxydantes. Par ailleurs, le fait que la seconde couche presente une taille moyenne de grains superieure a 1pm confere a la barriere environnementale une meilleure tenue a la recession. En effet, les joints de grains constituent des lieux preferentiels de volatilisation et la seconde couche, presentant une taille moyenne de grains relativement elevee et done une densite de joints de grains limitee, presente ainsi une resistance accrue vis-a-vis de ce phenomene. L'invention fournit ainsi une barriere environnementale conferant, au substrat sous-jacent, une duree de vie amelioree a haute temperature en environnement oxydant et humide. Dans un exemple de realisation, la seconde couche presente une taille moyenne de grains superieure ou egale a 3pm. Une telle caracteristique permet avantageusement d'ameliorer davantage encore la tenue a la recession presentee par la seconde couche du fait d'une densite de joints de grains reduite. Dans un exemple de realisation, la seconde couche presente une taille moyenne de grains superieure ou egale a 5pm. Une telle caracteristique permet avantageusement d'ameliorer davantage encore la tenue a la recession presentee par la seconde couche du fait d'une densite de joints de grains reduite. Dans un exemple de realisation, la seconde couche presente une taille moyenne de grains superieure ou egale a 10pm. Une telle caracteristique permet avantageusement d'ameliorer davantage encore la tenue a la recession presentee par la seconde couche du fait d'une densite de joints de grains reduite. Dans un exemple de realisation, la seconde couche est presente au contact de la premiere couche. Dans un exemple de realisation, le second silicate de terre rare est un monosilicate de terre rare.5 10 15 20 25 30 35 WO 2018/127652 PCT/FR2017/053872 La mise en oeuvre d'un monosilicate de terre rare dans la seconde couche permet avantageusement d'ameliorer davantage encore la tenue de la barriere environnementale a la recession dans la mesure ou les monosilicates de terre rare sont moins sensibles a ce phenomene que les disilicates de terre rare. Dans un exemple de realisation, Ie premier silicate de terre rare est un disilicate de terre rare et Ie second silicate de terre rare est un monosilicate de terre rare. Dans un exemple de realisation, Ie premier silicate de terre rare et Ie second silicate de terre rare sont choisis, independamment I'un de l'autre, parmi : un silicate d'ytterbium et un silicate d'yttrium. Dans un exemple de realisation, Ie premier silicate de terre rare est Ie disilicate d'yttrium et Ie second silicate de terre rare est Ie monosilicate d'ytterbium. Dans un exemple de realisation, la barriere environnementale comprend en outre une couche d'accrochage comprenant du silicium presente entre la premiere couche et la surface du substrat. La presente invention vise egalement un procede de fabrication d'une piece telle que decrite plus haut, Ie procede comprenant au moins une premiere etape de formation de la premiere couche sur la surface du substrat, et une deuxieme etape, realisee apres la premiere etape, durant laquelle la seconde couche est formee sur la premiere couche. Le procede peut en outre comporter, avant la premiere etape, une etape de formation de la couche d'accrochage sur la surface du substrat. La presente invention vise egalement un procede d'utilisation d'une piece telle que decrite plus haut, le procede comprenant au moins une etape d'utilisation de ladite piece a une temperature superieure ou egale a 800°C en milieu oxydant et humide. Breve description des dessins D'autres caracteristiques et avantages de I'invention ressortiront de la description suivante, donnee a titre non limitatif, en reference aux dessins annexes, sur lesquels : - la figure 1 illustre, de maniere schematique, une piece selon un premier mode de realisation de I'invention,5 10 15 20 25 30 35 WO 2018/127652 CA 03049080 2019-07-02 5 PCT/FR2017/053872 - la figure 2 illustre, de maniere schematique, une piece selon un deuxieme mode de realisation de ('invention, - la figure 3 est un ordinogramme montrant une succession d'etapes qui peuvent etre mises en oeuvre pour fabriquer une piece selon I'invention, - les figures 4 et 5 sont des photographies obtenues par microscopie electronique montrant respectivement une premiere et une seconde couches utilisables dans Ie cadre de I'invention, - la figure 6 est un resultat d'essai evaluant I'influence de la taille moyenne de grains sur I'effet barriere vis-a-vis de la diffusion des especes oxydantes confere par des couches de silicate de terre rare, et - la figure 7 est un resultat d'essai evaluant I'influence de la taille moyenne de grains sur la resistance a la recession de couches de silicate de terre rare. Description detaillee de modes de realisation Dans la description detaillee qui suit, on envisage la formation d'une barriere environnementale sur un substrat en materiau CMC contenant du silicium. I'invention est toutefois applicable a des substrats en materiau refractaire monolithique contenant du silicium et, plus generalement, a des substrats dont au moins une partie adjacente a une surface externe du substrat est en un materiau refractaire (composite ou monolithique) contenant du silicium. Ainsi, I’invention vise notamment la protection de materiaux refractaires constitues par des ceramiques monolithiques, par exemple en carbure de silicium SiC ou nitrure de silicium Si3N4, mais plus particulierement la protection de materiaux composites refractaires tels que des materiaux composites a matrice ceramique (CMC) contenant du silicium, par exemple des CMC a matrice au moins partiellement en SiC. La figure 1 montre une piece 1 formee d'un substrat 3 muni d'une barriere environnementale 2 selon un premier mode de realisation de I'invention. La surface S du substrat 3 est formee d'un materiau refractaire contenant du silicium. Le substrat 3 en materiau CMC contenant du silicium comprend un renfort fibreux qui peut etre en fibres de carbone (C) ou en fibres ceramiques, par exemple en fibres de SiC ou formees essentiellement de5 10 15 20 25 30 35 CA 03049080 2019-07-02 WO 2018/127652 PCT/FR2017/053872 SiC, incluant des fibres en Si-C-0 ou Si-C-O-N, c'est-a-dire contenant aussi de I'oxygene et eventuellement de l'azote. De telles fibres sont produites par la societe Nippon Carbon sous la reference « Nicalon » ou « HiNicalon » ou « Hi-Nicalon Type-S », ou par la societe Ube Industries sous la reference « Tyranno-ZMI ». Les fibres ceramiques peuvent etre revetues d'une mince couche d'interphase en carbone pyrolytique (PyC), en nitrure de bore (BN) ou en carbone dope au bore (BC, avec 5%at. a 20%at. de B, Ie complement etant C). Le renfort fibreux est densifie par une matrice qui est farmee, dans son integralite ou au moins dans une phase externe de celle-ci, par un materiau contenant du silicium, tel qu'un compose du silicium, par exemple SiC ou un systeme ternaire Si-B-C. Par phase externe de matrice, on entend une phase de matrice farmee en dernier, la plus eloignee des fibres du renfort. Ainsi, la matrice peut etre farmee de plusieurs phases de natures differentes, et peut par exemple etre : une matrice mixte C-SiC (le SiC etant du cote externe), ou une matrice sequencee avec une alternance de phases SiC et de phases de matrice de moindre rigidite, par exemple en carbone pyrolytique (PyC), nitrure de bore (BN) ou carbone dope au bore (BC), avec une phase terminale de matrice en SiC, ou une matrice auto-cicatrisante avec des phases de matrice en carbure de bore (B4C) ou en un systeme ternaire Si-B-C, eventuellement avec carbone libre (B4C + C, Si-B-C + C), et avec une phase terminale SiB-C ou SiC. La matrice peut etre au moins en partie farmee par CVI de maniere connue en soi. En variante, la matrice peut etre au moins en partie farmee par voie liquide (impregnation par une resine precurseur de la matrice et transformation par reticulation et pyrolyse, le processus pouvant etre repete) ou par infiltration de silicium a I'etat fondu (procede de « Melt-Infiltration »). Dans ce dernier cas, une poudre est introduite dans le renfort fibreux eventuellement partiellement densifie, cette poudre pouvant etre une poudre de carbone et eventuellement de ceramique, et une composition metallique a base de silicium a I'etat fondu est ensuite infiltree pour former une matrice de type SiC-Si. La barriere environnementale 2 est farmee sur toute la surface externe S du substrat 3 ou sur une partie seulement de cette surface S,5 10 15 20 25 30 35 WO 2018/127652 PCT/FR2017/053872 par exemple lorsque seulement une partie de la surface S doit etre protegee. Dans I'exemple illustre a la figure 1, la barriere environnementale 2 comprend une premiere couche 7 et une seconde couche 9, la seconde couche 9 etant presente sur la premiere couche 7. La premiere couche 7 comprend au moins un premier silicate de terre rare et presente une taille moyenne de grains inferieure ou egale a 1 pm. Comme evoque plus haut, la microstructure particuliere de la premiere couche 7 confere a celle-ci une conductivite ionique diminuee, rendant plus difficile la diffusion des especes reactives oxydantes et corrosives. La seconde couche 9 comprend au moins un second silicate de terre rare et presente une taille moyenne de grains superieure a 1 pm. Comme evoque plus haut, la microstructure de la seconde couche permet avantageusement d'ameliorer la tenue de la barriere environnementale a la recession. Dans cet exemple, la seconde couche 9 est au contact de la premiere couche 7 mais on ne sort pas du cadre de ('invention lorsqu'une couche intercalaire est presente entre la premiere couche et la seconde couche. Dans I'exemple illustre a la figure 1, la seconde couche 9 recouvre entierement la premiere couche 7. Dans I'exemple de la figure 1, la barriere environnementale presente en outre une couche d'accrochage 5 presente entre Ie substrat 3 et la premiere couche 7. Dans I'exemple illustre, la couche d'accrochage 5 est presente au contact de la surface S du substrat 3. Dans cet exemple, la premiere couche 7 est au contact de la couche d'accrochage 5. La premiere couche 7 peut comporter un unique premier silicate de terre rare. En variante, la premiere couche 7 comporte plusieurs premiers silicates de terre rare distincts. En particulier, dans ce dernier cas, la premiere couche 7 peut etre sous la forme d'une solution solide et peut, par exemple, comprendre du disilicate d'ytterbium et du disilicate d'yttrium. Ledit au moins un premier silicate de terre rare peut etre present, dans la premiere couche 7, en une teneur molaire superieure ou egale a 50%, voire a 80%. Dans un exemple de realisation, la premiere couche 7 peut etre constituee dudit au moins un premier silicate de terre rare. En variante, la premiere couche 7 peut comprendre, en plus du5 10 15 20 25 30 35 WO 2018/127652 PCT/FR2017/053872 premier silicate de terre rare, un ou plusieurs composes complementaires comme de l'alumine. De maniere similaire, la seconde couche 9 peut comporter un unique second silicate de terre rare. En variante, la seconde couche 9 comporte plusieurs seconds silicates de terre rare distincts. En particulier, dans ce dernier cas, la seconde couche 9 peut etre sous la forme d'une solution solide et peut, par exemple, comprendre du disilicate d'ytterbium et du disilicate d'yttrium. Ledit au moins un second silicate de terre rare peut etre present, dans la seconde couche 9, en une teneur molaire superieure ou egale a 50%, voire a 80%. Dans un exemple de realisation, la seconde couche 9 peut etre constituee dudit au moins un second silicate de terre rare. En variante, comme pour la premiere couche 7, la seconde couche 9 peut comprendre, en plus du second silicate de terre rare, un ou plusieurs composes complementaires comme de l'alumine. Chaque second silicate de terre rare peut ou non presenter la meme composition chimique que Ie ou les premier(s) silicate(s) de terre rare. L'epaisseur ei de la premiere couche 7 peut par exemple etre comprise entre 50pm et 1,5mm. L'epaisseur e2 de la seconde couche 9 peut par exemple etre comprise entre 50pm et 1,5mm. L'epaisseur e2 de la seconde couche 9 peut etre inferieure a l'epaisseur ei de la premiere couche 7. En particulier dans ce dernier cas, Ie second silicate de terre rare peut etre un monosilicate de terre rare et Ie premier silicate de terre rare un disilicate de terre rare. Dans cet exemple, on ameliore davantage encore la compatibility entre la premiere couche et la seconde couche en termes de coefficient de dilatation thermique, etant donne que les monosilicates de terre rare ont un coefficient de dilatation thermique plus eleve que les disilicates de terre rare. La couche d'accrochage 5 comprend du silicium et peut par exemple etre en silicium ou en mullite (3AI2O3.2SiO2). La couche d'accrochage 5 peut de maniere connue en soi former une couche protectrice passivante de silice en fonctionnement (« Thermally Grown Oxide »). On a represente, en lien avec la figure 2, une piece 11 selon un deuxieme mode de realisation selon ('invention. Selon cet exemple, la5 10 15 20 25 30 35 WO 2018/127652 PCT/FR2017/053872 piece 11 comprend un substrat 13 a la surface S duquel est present une barriere environnementale 12. Le substrat 13 peut presenter les memes caracteristiques que le substrat 3 decrit plus haut. La barriere environnementale 12 comprend une couche d'accrochage 15 qui peut presenter les memes caracteristiques que la couche d'accrochage 5 decrite plus haut, une premiere couche 17, presente sur la couche d'accrochage 15, qui peut presenter les memes caracteristiques que la premiere couche 7 decrite plus haut et une seconde couche 19, presente sur la premiere couche 17, qui peut presenter les memes caracteristiques que la seconde couche 9 decrite plus haut. Dans I'exemple selon la figure 2, la barriere environnementale 12 comprend en outre une couche superieure 14 presente sur la seconde couche 19. Cette couche superieure 14 est, dans I'exemple illustre, une couche ceramique de barriere thermique presentant une structure poreuse. La couche superieure 14 peut-etre en silicate de terre rare. On pourrait en variante former une couche superieure qui constituerait un revetement abradable, par exemple dans le cas de pieces en CMC formant des anneaux de turbine. La couche superieure pourrait encore constituer un revetement de protection centre les CMAS. Le depot de la couche superieure 14 permet de fonctionnaliser davantage la barriere environnementale. On pourrait en variante avoir une piece, depourvue de la couche superieure 14, dans laquelle la premiere ou la seconde couche presenterait, en outre, une fonction de barriere thermique, de protection contre les CMAS ou constituerait un revetement abradable. La figure 3 illustre un exemple de succession d'etapes qui peut etre mise en oeuvre pour former une piece selon I'invention. Dans un premier temps, la couche d'accrochage peut etre formee, de maniere connue en soi, sur le substrat par projection thermique a partir d'une poudre ou d'un melange de poudres ayant la composition desiree (etape 100). La premiere couche peut etre formee sur le substrat par projection par flamme supersonique (« HVOF ») d'une poudre agglomeree-frittee du premier silicate de terre rare dont la taille moyenne des grains est inferieure au micron (etape 200). La seconde couche peut etre formee sur la premiere couche d'une maniere similaire par projection plasma a partir d'une poudre du second silicate de terre rare dont la taille5 10 15 20 25 30 35 WO 2018/127652 CA 03049080 2019-07-02 10 PCT/FR2017/053872 moyenne des grains est superieure au micron (etape 300). Les premiere et seconde couches pourraient en variante etre formees par d'autres procedes de projection thermique, comme la projection plasma de suspension ou par des methodes de depots par voie liquide, comme I'electrophorese, I'enduction par trempage (« dip-coating »), Ie revetement par pulverisation (« spray-coating ») a partir d'une suspension d'une poudre dont la taille moyenne des grains est inferieure ou superieure au micron en fonction de la couche elaboree. A titre illustratif, la figure 4 fournit une photographic d'une premiere couche de barriere environnementale en disilicate d'yttrium ayant une taille moyenne de grains inferieure a 1pm et la figure 5 est une photographic d'une seconde couche de barriere environnementale en disilicate d'yttrium ayant une taille moyenne de grains superieure a 5 pm. La couche superieure 14 de barriere thermique peut etre formee, de maniere connue en soi, par projection thermique (etape optionnelle 400). Une fois fabriquee, la piece peut etre utilisee a une temperature superieure ou egale a 800°C dans une atmosphere oxydante et humide. On peut, en particulier, I'utiliser a une temperature comprise entre 800°C et 1500°C, voire entre 800°C et 1300°C. La piece peut, en particulier, etre utilisee sous air humide. La piece ainsi fabriquee peut etre une piece pour application aeronautique ou aerospatiale. La piece peut etre une piece de partie chaude d'une turbine a gaz d'un moteur aeronautique ou aerospatial ou d'une turbine industrielle. La piece peut etre une piece de turbomachine. La piece peut constituer une partie au moins d'un distributeur, une partie au moins d'une tuyere ou d'un revetement de protection thermique, une paroi d'une chambre de combustion, un secteur d'anneau de turbine ou une aube de turbomachine. Exemples Exemple 1 : evaluation de I'effet barriere aux especes oxydantes confere par un exemple de premiere couche utilisable dans Ie cadre de /'invention Quatre couches de disilicate d'yttrium de taille moyenne de grains respective de 1pm, 5pm, 6pm et 9pm ont ete realisees. La figure 65 10 15 20 25 30 35 WO 2018/127652 PCT/FR2017/053872 est un resultat d'essai comparant I'effet barriere vis-a-vis des especes oxydantes confere par ces quatre couches. Cet essai a ete realise a differentes temperatures comprises dans la plage 750°C-1050°C. Cette figure fait apparaftre la valeur de la taille moyenne de grains pour chacune des couches evaluees. La figure 6 montre que la conductivite des especes oxydantes diminue significativement avec la taille moyenne de grains de la couche. En particulier, cet essai montre que la conductivite des especes oxydantes dans la couche ayant une taille moyenne de grains de 1pm est tres significativement inferieure a cede presentee par les trois autres couches. Les mesures de conductivite ont ete realisees par spectroscopie d'impedance complexe sous air ambiant. La couche de disilicate d'yttrium de taille moyenne de grains de 1 pm peut constituer la premiere couche d'un exemple de barriere environnementale selon ('invention et confere un bon effet barriere vis-avis des especes oxydantes. Exemple 2 : evaluation de la resistance a la recession presentee par un exemple de seconde couche utilisable dans Ie cadre de {'invention On a elabore deux couches de disilicate d'yttrium de taille moyenne de grains respective de 0,8pm et 3pm. La figure 7 est un resultat d'essai de corrosion comparant la resistance au phenomene de recession presentee par ces deux couches. Cette figure fait apparaftre la valeur de la taille moyenne de grains pour chacune des couches evaluees. La figure 7 montre que la couche ayant une taille moyenne de grains de 3 pm presente une resistance a la recession significativement superieure a celle presentee par la couche ayant une taille moyenne de grains de 0,8 pm. Les mesures de recession ont ete determinees a partir d'essais de corrosion realises dans un four de corrosion a 1400°C sous 50kPa de H2O et 50kPa d'air avec des vitesses de gaz de 5cm/s dans la zone froide du four. La couche de disilicate d'yttrium de taille moyenne de grains de 3 pm peut constituer la seconde couche d'un exemple de barriere environnementale selon I'invention et presente une bonne resistance a la recession. L'expression « compris(e) entre ... et ... » doit se comprendre comme incluant les bornes.