La Figure III- 26 présente 4 essais multicycles réalisés successivement sur le même pilier P3_Z1. Celui-ci présente initialement une hauteur de 8 µm et une section de 5,7 µm2 de section. Les facteurs de Schmid des trois systèmes sont les suivant:
Pilier P3_Z1 Système �
� (0001) Système �� (0001) Système �� (0001)
Facteur de Schmid 0,36 0,06 0,42
Premier essai : (.Figure III- 26 a)), les cycles ont été menés jusqu'à une déformation totale imposée de 0.6% (50 nm de déplacement). Des décharges partielles ont été réalisées afin de vérifier que le début de décharge des cycles était bien élastique. La décharge totale finale montre à nouveau une récupération plastique en dessous de 30 MPa. La déformation plastique totale générée lors de ce premier essai est de 0.2%.
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Deuxième essai : (.Figure III- 26 b)), une même déformation totale imposée de 0.6% a été utilisée, mais le profil de chargement utilisé est identique à celui décrit au paragraphe 2.2.2 afin d'observer le comportement hystérétique des cycles. La déformation plastique totale générée lors de ce second chargement est 0.15%
Troisième essai : (.Figure III- 26 c)), le même type de chargement a été réalisé mais jusqu'à une déformation imposée de 0.88% (déplacement 70 nm). Le comportement observé est identique à celui du chargement précédent et la déformation plastique générée est de 0.2% Quatrième essai : (.Figure III- 26 d)), le même profil de chargement a été reconduit, mais jusqu'à une déformation imposée de 1.4% (déplacement 114 nm). La déformation plastique associée à cet essai est de 0.58%
Figure III- 26 : Quatre essais multicyclés effectués successivement sur le même pilier P3_Z1. La vitesse de
déformation pour chaque essai est 0,6*10-4s-1.
Dans tous les cas, on observe bien le même comportement hystérétique faisant suite à une première charge élasto-plastique. À chaque fois, on observe bien un début de décharge linéaire et élastique, puis en fin de décharge une récupération plastique qui vient totalement refermer le cycle. Lors du quatrième essai, il est important de remarquer que la phase de chargement présente un changement de régime à environ 400 MPa et se termine par une importante déformation plastique marquée par deux pop-ins. La déformation plastique totale cumulée à l'issue des 4 essais est d'ailleurs de 1.13%. Or, le dernier cycle réalisé à la fin du quatrième essai
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montre toujours le même comportement hystérétique. Il apparait donc que le comportement hystérétique n'est pas amoindri par une pré-déformation plastique.
Après avoir fait subir ces essais au pilier P3_Z1, des images de microscopie électronique à balayage (MEB) ont été effectuées afin d’étudier la microstructure de déformation générée (cf. Figure III- 27).
Figure III- 27 : a) Images MEB de différentes faces du pilier P3_Z1 après déformation. Des lignes de glissement
sont apparues sur les faces 1 (deux lignes) et 2 (une ligne). b) Mêmes images qu'en a) mais avec schématisation des lignes de glissement pour plus de clarté.
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Nous observons des lignes de glissement notées « l1 » et « l2 » (voir Figure III- 27 a) et b)) sur la face supérieure et sur les deux faces latérales du pilier (notées « A » et « B » respectivement). Ces lignes de glissement sont très probablement les signatures des deux pop-ins observés durant la charge du quatrième essai mené sur ce pilier (Figure III- 26 d). Ces lignes sont associées à du glissement basal, ce qui est confirmé par les données EBSD.
La ligne de glissement « l1 » est visible à la fois sur la face supérieure du pilier et sur les deux faces latérales A et B. Elle est donc la résultante d'un cisaillement total d'une section oblique du pilier et marque donc le glissement de dislocations dans le plan de base qui sont toutes sorties du pilier. La ligne de glissement « l2 » est visible sur la face A. En revanche, elle n'apparait pas sur la face B et présente un point d'arrêt sur la face supérieure (cf. Figure III- 27 a) et b)). Elle correspond donc à un cisaillement qui ne s'est pas propagé à travers toute la section du pilier.
Figure III- 28 : Schémas illustrant deux scénarios possibles par lesquels les cisaillements « l2 » auraient été
effectués. a) Un cas noté « Cas 1 » et b) Un autre cas désigné par « Cas 2 ».
En d'autres termes, les dislocations associées ne sont sorties que sur la face A, et de façon partielle sur la face supérieure. Deux cas sont à envisager :
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• Cas_1: un segment de dislocation était déjà présent dans le pilier avant déformation. Ce segment glisse sous l'effet de la contrainte appliquée jusqu'à sortir sur la face supérieure et sur la face A où il crée une ligne de glissement (cf. Figure III- 28 a)).
• Cas_2: une dislocation a été nucléée en surface ou en volume et n'a glissé que sur une partie de la section du pilier. Il reste alors un segment de dislocation dans le pilier (cf. Figure III- 28 b)).
Il est important de noter que les contrastes de lignes de glissement observés sur la Figure III- 27 correspondent à des marches de plusieurs nanomètres de hauteur. Ces lignes sont donc nécessairement associées au glissement et à l'émergence de plusieurs dislocations dans un même plan. Le cas 1 présenté Figure III- 28 est donc peu probable puisqu'il nécessiterait l'existence d'un empilement préexistant dans le pilier. En revanche, le cas 2 est très plausible en supposant qu'une source de dislocations est activée, ce qui laisserait un empilement de dislocations dans le pilier.
Ce dernier point soulève plusieurs questions. En premier lieu, on peut s'interroger sur les raisons qui empêchent les dislocations associées à la ligne « l2 » de déboucher sur la face B. Il doit exister dans le pilier plusieurs défauts suffisants pour bloquer un empilement. Par ailleurs, s’il existe un empilement de dislocations stockées dans le matériau, l'application d'un chargement cyclique va amener ces empilements à évoluer au cours du cycle et à dissiper de l'énergie (comme expliqué dans le modèle de Jones et al. [89]).