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Imagerie d'essais mécaniques sur des composites à matrice métallique : contribution expérimentale à la validation de méthodes d'homogénéisation et identification de propriétés mécaniques par phases


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Quoc Thang Vo a soutenu sa thèse le 18 décembre 2013 à Montpellier.

Type de document > *Mémoire/HDR/Thèse

Mots clés >

Unité de recherche > IRSN/DPAM/SEREM/LE2M

Auteurs > VO Quoc Thang

Date de publication > 18/12/2013

Résumé

Ce travail vise à étudier un matériau biphasé métallique matrice/inclusion. Une méthode simple est proposée pour évaluer les propriétés élastiques d’une phase si les propriétés de l’autre phase sont connues. La méthode est basée à la fois sur un modèle d’homogénéisation inverse et sur les mesures de champs mécaniques par corrélation d’images numériques 2D. L’originalité de la méthode repose sur l’échelle étudiée, à savoir l’échelle de la microstructure du matériau : la taille caractéristique des inclusions est d’environ quelques dizaines de microns. L’évaluation est réalisée sur des essais de traction uniaxiale standards associés à un microscope longue distance. Cela permet d’observer la surface de l’échantillon à l’échelle de la microstructure au cours de la sollicitationmécanique. Tout d’abord, la précision de la méthode est examinée à partir des champs mécaniques « parfaits » provenant des simulations numériques pour quatre microstructures : inclusions simples élastiques ou poreux ayant une forme sphérique ou cylindrique. Deuxièmement, cette précision est examinée sur les vrais champs mécaniques provenant des deux microstructures simples : une matrice élastoplastique contenant un et quatre micro-trous cylindriques arrangés selon un motif carré. Troisièmement, la méthode est utilisée pour évaluer les propriétés élastiques des inclusions alphaZr de forme arbitraire dans un échantillon Zircaloy-4 oxydé présentant le gainage du combustible d’un réacteur à eau sous pression après un accident de perte de réfrigérant primaire (APRP). Dans toute cette étude, les phases sont supposées avoir des propriétés isotropes.