Autres m´ ecanismes de multiplication envisageables

III.4.6.1 Multiplication par intersection des arbres de la forˆet

Ce m´ecanisme se produit lorsqu’une dislocation va intersecter des dislocations non ba-sales, `a composante vis non nulle. Supposons une densit´e de dislocations de la forˆet, r´eparties de fa¸con homog`ene, de l’ordre de 10⁷m⁻². En supposant une d´eformation homog`ene dans les plans de base, on peut ´ecrire :

γ = ρbx (III.50)

o`u x est le d´eplacement moyen des dislocations.

Le nombre de dislocations de la forˆet qui sont intersect´ees est :

Nf = ^x

Figure III.29 – Evolution de la vitesse de d´eformation en torsion obtenue en DDD et exp´erimentalement (τ = 5%), en fonction de la contrainte appliqu´ee en p´eriph´erie du cylindre. Une courbe du type ˙γ ∝ τ^2.4 a ´egalement ´et´e trac´ee.

Ce qui conduit `a un ´epaississement dans la direction de l’axe c :

∆z = N_f.c (III.52)

Si on suppose une d´eformation de 30% et une densit´e de dislocations basales de 1010m⁻², on obtient x=6.7 10⁻²m, soit N_f=210, conduisant `a un ´epaississement ∆z = 1.5 10<sup>−7</sup>m qui est tr`es faible en comparaison de ce qui a pu ˆetre observ´e exp´erimentalement (Montagnat et al.

(2006)).

III.4.6.2 Mont´ee des dislocations

La mont´ee par nucl´eation et croissance d’un d´ecrochement est d’un certain point de vue similaire au glissement de dislocation par nucl´eation et croissance de cran. Cependant, une diff´erence majeure existe entre les deux m´ecanismes, la mont´ee ´etant d´ependante de la dif-fusion de d´efauts ponctuels (lacunes et interstitiels), en plus des forces ´elastiques.

Nous avons initialement ´ecart´e la possibilit´e pour les dislocations de monter du fait que la torsion est enti`erement accommod´ee par des dislocations vis. Cependant, n’oublions pas que ces dislocations sont largement dissoci´ees en deux partielles de Shockley `a 30°, qui poss`edent donc un caract`ere mixte et qui sont par cons´equent susceptibles de monter. On pourrait donc envisager que le double cran n´ecessaire au passage d’une dislocation d’un plan de base `a un

autre soit cr´e´e non pas par glissement d´evi´e mais par mont´ee des partielles. Un m´ecanisme issu des travaux deThomson et Balluffi(1962a,b) est d´ecrit par (Hirth et Lothe,1982, p583), comme cela est illustr´e sur la figure III.30 pour le cas des mat´eriaux CFC ou sur la figure III.31 pour l’adaptation de ce m´ecanisme `a la glace. Dans un premier temps, des lacunes ou des interstitiels sont absorb´es par la dislocation partielle (a,b) puis fusionnent pour former une boucle prismatique hors du plan de glissement de la dislocation (c). Le segment ayant mont´e se redissocie alors dans un nouveau plan de base (d) et, sous l’effet de la contrainte, les segments coin prismatiques glissent et contribuent ainsi `a l’extension de la dislocation (d `

a f). Cet allongement m`ene `a l’alignement de la ligne de dislocation avec sa direction vis. Notons que ce m´ecanisme serait, comme le m´ecanisme de glissement d´evi´e en accord avec l’observation de segments coin non basaux plus rapides. Glissement d´evi´e et mont´ee appa-raissent donc comme similaires, la diff´erence essentielle ´etant li´ee au fait que la mont´ee va ˆetre r´egie par la diffusion des d´efauts ponctuels et l’on peut donc s’attendre `a ce qu’elle soit plus lente et donc moins probable.

Figure III.30 – Repr´esentation sch´ematique du m´ecanisme

Une mani`ere de discriminer les deux m´ecanismes est de r´ealiser une exp´erience de torsion-compression sur des ´echantillon dont l’axe c correspond `a l’axe de torsion et de compression. En effet, dans cette configuration, le facteur de Schmid reste nul pour les syst`emes prisma-tiques <sup>a</sup><sub>3</sub>h11¯20i{1¯100} et la compression n’apporte donc pas de contribution au glissement d´evi´e. En revanche, la diffusion ´etant sensible `a la pression hydrostatique, la compression devrait favoriser la mont´ee des dislocations.

La figure III.32 pr´esente les courbes de fluage obtenues pour deux exp´eriences r´ealis´ees sur des ´echantillon similaires (Ø=h=43mm, mˆeme temps de sublimation), l’une en torsion simple

Figure III.31 – M´ecanisme de mont´ee envisag´e dans la glace. Pour la description des ´etapes, se reporter au texte. Pour am´eliorer la compr´ehension, la dislocation partielle est discr´etis´ee en segments vis et coin. A partir de b., seule la partielle de tˆete est repr´esent´ee.

(τ_max = 0.12M P a), l’autre en torsion compression (τ_{max−T ORSION} = 0.12M P a, σ > 1M P a).

Figure III.32 – Courbes de fluage obtenues pour deux ´echantillons de dimensions Ø=h=43mm, d’´etat de surface similaire (temps de sublimation=5h) d´eform´es en torsion (τ_max = 0.12M P a) et torsion compression (τ_max = 0.12M P a, σ > 1M P a).

est inf´erieure `a celle que l’on peut constater pour la torsion simple. On remarque ´egalement que la vitesse de d´eformation obtenue pour l’essai de torsion-compression diminue vers 15% de d´eformation.

Pour expliquer ces diff´erences de comportement entre les deux essais, on peut ´evoquer l’exis-tence de frottements dans le cas de la torsion-compression. Cependant, la surface en contact pour l’application de la compression est petite (et pr´ealablement lubrifi´ee) et les frottements ne semblent pas pouvoir expliquer une telle diff´erence, d’autant plus que cela ne permettrait pas de justifier l’´ecrouissage pr´ecocement observ´e.

Comme nous l’avons ´evoqu´e pr´ec´edemment, si la diff´erence de comportement ´etait due `

a la mont´ee des dislocations, cela aurait du entrainer une augmentation de la vitesse de d´eformation et non sa diminution puisqu’elle devrait faciliter la formation des segments pris-matiques et donc la multiplication des dislocations basales.

Une autre hypoth`ese que l’on peut ´emettre est que la composante de compression permet l’activation de syst`emes de glissement pyramidaux de vecteurs de Burgers h11¯23i. Ces seg-ments constituent alors des obstacles au glissement des dislocations basales et expliquerait ainsi le comportement observ´e par l’existence d’un ´ecrouissage latent.