a Hypothèse 1- Eprouvettes CM0-B vs. CM1-B

La figure V.17 est porteuse de nombreuses informations susceptibles de répondre à la première hypothèse énoncée. Elle présente deux graphiques représentatifs de la fonction 8. Kapparent= (Contrainte locale)/(Contrainte au niveau des têtes de l’éprouvette) - Cette valeur ne correspond pas au facteur de concentration de contrainte Kt généralement utilisé puisqu’il prend en compte à la fois l’effet d’entaille et l’effet de variation de la section.

Chapitre V. Influence des GPRs sur la tenue en fatigue  



 
 


 



 

Figure V.16: Evolution de la contrainte S11 (MPa), du facteur de concentration de contrainte apparentKapparent

et de la variation de largeur en fonction de la longueur de la section utile de l’éprouvette de fatigue - Modélisation EF d’une éprouvette parfaite sans GPR suivant une loi de comportement élastique pure.

de répartition des contraintes S11 et S11 "corrigées" relatives respectivement aux GPRs d’éprouvettes de fatigue CM1-B (figure V.17-a) et d’éprouvettes de fatigue CM0-B (figure V.17-b). Dans ce second graphe, les faces de chacune des éprouvettes CM0-B ont été dissociées et comparées aux données de l’éprouvette CM1-B (f). Cette dernière a été volontairement choisie car présentant des valeurs de contraintes S11 qui minorent celles des autres éprouvettes CM1-B. Le choix a été fait de ne pas représenter l’intégralité des éprouvettes de fatigue afin de conserver une bonne lisibilité des données. Les conclusions qui seront faites restent toutefois transposables à l’intégralité des éprouvettes.

L’analyse de la figure V.17-a) permet en premier lieu d’apprécier l’impact de la correction effectuée sur les données de contraintes S11 pour soustraire l’influence de la variation de section des éprouvettes de fatigue. Outre la diminution significative des valeurs de contraintes du fait du calcul de Kapparentappliqué, il en résulte principalement une diminution générale de la pente des fonctions de répartition relatives aux données de contrainte S11 "corrigées" vis-à-vis des données brutes. Ceci traduit d’une forte sensibilité des GPRs vis-à-vis de leur position en surface des éprouvettes de fatigue. Cette figure V.17-a) met de plus en évidence l’importante similitude existante entre les fonctions de répartitions relatives aux contraintes S11 des éprouvettes de fatigue CM1-B considérées. Cela va de pair avec les similitudes morphologiques des GPRs rapportées précédemment et se traduit par une diminution des écarts entre les fonctions de répartitions des contraintes S11 une fois les données corrigées.

La figure V.17-b) permet de tirer, globalement, les mêmes conclusions quant à l’influence de la répartition des GPRs en surface des éprouvettes CM0-B. Les états de contraintes générés

Chapitre V. Influence des GPRs sur la tenue en fatigue  



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Figure V.17: Fonction de répartition des contraintes S11 "corrigées" et "non corrigées" associées aux GPRs

présentes en surface respectivement a) de 6 des 13 éprouvettes de fatigue CM1-B ((1), (2), (3), (4), (6) et (f )) et - b) de 2 des 8 éprouvettes de fatigue CM0-B ((a) et (4)) - Cette seconde figure permet la comparaison entre les CMs via l’éprouvette CM1-B (f ) - L’influence de la position des GPRs en surface des éprouvettes de fatigue est ainsi mise en évidence pour les deux configurations matières (p : la pente des droites de régression linéaire et R : le coefficient de corrélation).

Chapitre V. Influence des GPRs sur la tenue en fatigue

en surface de ces éprouvettes de fatigue CM0-B sont de plus identiques quelle que soit la face considérée. Cette figure V.17-b) met par contre en évidence une réelle différence entre les configu-rations matières CM0-B et CM1-B, qu’il s’agisse des données de contraintes S11 corrigées ou non. Il apparaît en effet que les éprouvettes CM0-B présentent un état de contrainte en surface très nettement inférieur à celui rencontré à la surface des éprouvettes CM1-B. Un tel écart entre les CMs peut une nouvelle fois être corrélé avec les données morphologiques des GPRs et notamment aux plus faibles dimensions de GPRs rencontrées en surface des éprouvettes CM0-B. La figure V.18 renforce la corrélation entre la morphologie des GPRs et l’état de contrainte

S11 "corrigées" dont elles sont responsables. Il est intéressant de noter sur cette figure que la

hiérarchie observée entre les fonctions de répartitions relatives aux contraintes S11 induites par les GPRs des éprouvettes CM1-B est quasiment transposable aux fonctions de répartitions volumiques de ces mêmes GPRs (figure V.18-a). Ce constat est également valable pour les éprouvettes CM0-B (figure V.18-b). Il apparaît de plus que l’éprouvette CM1-B (f) présente globalement une proportion de GPRs volumineuses plus importantes que les éprouvettes CM0-B ici considérées. A titre d’exemple, d’après cette figure V.18-b), plus de 20% des GPRs de l’éprouvette CM1-B (f) présente un volume supérieur à 0,025 mm3 contre seulement 5 à 10 % des GPRs des éprouvettes CM0-B.




  

  




Figure V.18: Fonction de répartition volumique des GPRs présentes en surface respectivement a) de 6 des 13 éprouvettes de fatigue CM1-B ((1), (2), (3), (4), (6) et (f )) et - b) de 2 des 8 éprouvettes de fatigue CM0-B ((a) et (4)) - Le code couleur adopté est le même que pour la figure V.17 et permet une comparaison directe entre les deux figures.

Les différents constats effectués dans ce paragraphe via l’exploitation des données générales de contrainte S11 associées aux GPRs confirment au final l’hypothèse 1 selon laquelle il existe en effet un état de contrainte en surface côté 4045 des éprouvettes CM1-B supérieur à celui rencontré en surface des éprouvettes CM0-B. Ce constat n’explique toutefois que partiellement la plus grande sensibilité de la nuance CM1-B à la présence de GPRs car aucune attention particulière n’a été portée jusqu’à présent aux GPRs identifiées comme responsables de la fissuration en fatigue. Tel est l’objet du prochain paragraphe qui tentera par la même occasion d’apporter une réponse à la seconde hypothèse formulée.

Chapitre V. Influence des GPRs sur la tenue en fatigue

V.2.3.b Hypothèse 2 - Etude des GPRs responsables de la fissuration (CM1-B)