Caractérisation en flexion pure de tubes de NiTi

Le deuxième élément constitutif du stent est un tube de NiTi, aussi est-il intéressant de s’intéresser au comportement en flexion pure de ce type d’échantillon. Deux échantillons de tube de NiTi fournis par la société Minitube® ont été utilisés. L’un présente un diamètre externe de 0.55 mm pour un diamètre interne de 0.45 mm, l’autre un diamètre externe de 0.68 mm pour un diamètre interne de 0.56 mm. Ces tubes sont également obtenus via une phase finale d’étirage à froid. Cependant, contrairement aux fils Cold-Worked, ces tubes subissent ensuite un traitement thermique à des températures entre 400 et 500 °C destiné à les redresser. Ces tubes présentent donc naturellement un comportement de type super-élastique, aucun traitement thermique supplémentaire n’a donc été effectué.

4.3.2.1 Détermination de la relation Moment de flexion-Courbure

Le dispositif de flexion présenté Section 3.2, a été utilisé pour réaliser des essais de flexion pure sur ces échantillons (Fig.4.18).

Les deux tubes présentent bien un comportement de type super-élastique avec une hystérésis en moment de flexion-courbure. L’hystérésis du tube 0.68 mm balaye cependant une surface bien plus importante. Les plateaux de localisation sont nettement identifiables mais ne sont jamais strictement horizontaux. La présence de ces plateaux suggère l’appari-tion de localisal’appari-tions lors des essais. Enfin, aux alentours de 5m⁻1 de courbure pour le tube 0.68 mm et 20m⁻1 de courbure pour le tube 0.55 mm, on note la présence de points d’inflexion, signant la présence d’une transformation de phase (A) vers (R). Dans le cas du tube 0.68 mm une deuxième charge a été effectuée (Fig. 4.18). Malheureusement un phénomène de flambement entrainant le collabage du tube est apparu aux alentours de 160 m−1, rendant la suite de l’essai inexploitable.

Figure 4.18: Essais de flexion pure sur des échantillons de tube de NiTi. Pour le tube de 0.68 mm de diamètre extérieur, une deuxième charge a été effectuée, conduisant à l’affaissement d’une portion du tube (étoile). Les croix représentent les courbures globales pour lesquelles une analyse locale de la courbure a été réalisée,cf.Fig.4.19.

4.3.2.2 Étude de la localisation lors d’essais de flexion pure sur des tubes de NiTi

La présence de plateaux de localisation dans les courbes moment de flexion-courbure semble indiquer que des phénomènes de localisation se sont produits au cours des essais de flexion. Afin d’affirmer la présence de localisations, une étude de la courbure locale a été réalisée à l’aide de la méthode d’identification présentée Section3.2.2.2. Cette analyse a

été réalisée sur deux clichés obtenus lors des essais de flexion pure de chacun des tubes et correspondant à une courbure globale de 132 m−1 pour le tube 0.55 mm et de 106 m−1

pour le tube 0.68 mm, comme indiqué par les croix Fig. 4.18(Fig. 4.19). Les longueurs des fenêtres de calcul utilisées ont été fixées à deux fois la largeur de l’échantillon, soit

'1.1 mm pour le tube 0.55 mm et '1.4 mm pour le tube 0.68 mm.

Figure4.19: Étude de la localisation lors d’un essai de flexion pure sur des tubes de NiTi : (a) courbure locale le long du tube 0.68 mm, (b) photographie correspondante avec un exemple de fenêtre de calcul, (c) courbure locale le long du tube 0.55 mm, (d) photographie correspondante avec un exemple de fenêtre de calcul. Les flèches marquent les zones de début (1) et de fin (2) de localisation de déformation.

Dans les deux cas, l’analyse de la courbure locale confirme la présence de localisations (Fig. 4.19, (a) et (c)). En effet, il est possible de noter la présence d’une importante variation de la courbure locale passant de 90 m−1 à 140 m−1 dans le cas du tube 0.55 mm, et de 80 m−1 à 140 m−1 dans le cas du tube 0.68 mm. Pour les deux tubes, la localisation débute au niveau de la flèche (1) (front de localisation), pour s’achever au niveau de la flèche (2). Entre ces deux flèches, la courbure locale varie rapidement : c’est ici que se situe la charnière. En dehors de cette zone , le matériau présente une courbure constante.

Par exemple, dans le cas du tube 0.68 mm, la partie du tube qui est la plus faiblement déformée présente une courbure d’environ 80 m−1 pour le moment de flexion considéré. La zone qui est la plus fortement déformée présente quant à elle une courbure d’environ 140 m−1 pour le même moment de flexion. Enfin, il est possible de remarquer que cette hétérogénéité de courbure est clairement visible sur les clichés utilisés pour cette analyse (Fig.4.19, (b) et (d)).

De même que précédemment, il est également possible d’étudier l’évolution de la courbure locale d’une portion de l’échantillon, située à une abscisse curviligne fixée. Cette étude a été réalisée pour le tube de 0.68 mm de diamètre, en 2 points différents : au pointA (s_A= 2 mm) et au point B (s_B= 22 mm). À chaque fois, l’identification a été réalisée sur une fenêtre de calcul dont la longueur correspondait à 2 fois le diamètre de l’échantillon, soit environ 1.4 mm. Les différents points étudiés ainsi que les fenêtres de calcul correspondantes sont présentés Fig.4.20, (b).

Figure4.20: Étude du comportement local du tube de 0.68 mm de diamètre lors d’un essai de flexion pure : (a) profils moment de flexion-courbure identifiés, (b) points étudiés et fenêtres de calcul correspondantes.

Deux relations moment de flexion-courbure ont ainsi été identifiées (Fig.4.20, (a)). Ces comportements locaux sont relativement semblables. La courbure locale maximale atteinte est de l’ordre de 177 m−1, alors qu’elle n’était que de 125 m−1 dans le cas de l’analyse globale. En cas de localisation, l’analyse de la courbure locale permet donc d’obtenir une loi matériau plus juste, mais également d’atteindre des niveaux de déformation plus élevés.

En conclusion, ces essais ont permis de montrer la présence de localisations lors des essais de flexion sur les tubes considérés. La présence de localisations dans les tubes de NiTi soumis à de la flexion pure a par ailleurs été rapportée par [Bechle and Kyriakides,2014;

Reedlunn et al.,2014]. Ces études sont toutes deux relativement récentes et témoignent de l’intérêt qui est aujourd’hui porté aux essais mécaniques moins conventionnels du type flexion pure.