• Aucun résultat trouvé

5.5 Etude des limites de ce couplage

5.5.2 Limites exp´erimentales

Les limites exp´erimentales ont ´et´e ´enum´er´ees et class´ees lors du chapitre 3. La plupart des incertitudes exp´erimentales ne peuvent pas ˆetre r´esolues car elles d´ependent du mat´eriel utilis´e. Il a ´et´e montr´e, dans ce chapitre, que la valeur la plus importante de l’incertitude provenait de la superposition entre les joints de grains et les r´esultats de la corr´elation d’images. Cette incertitude provient toujours des moyens exp´erimentaux et notamment de la forte distorsion des images EBSD provenant de la n´ecessit´e de positionner l’´echantillon `a 70 ◦ par rapport `a la direction du faisceau afin d’optimiser les conditions de diffraction.

170 Chapitre 5 : Etude de la plasticit´e - Etude num´erique

1.560.753 ddl

Fig. 5.34 – Maillage de dimension 100×100×50 ´el´ements - 1000 grains - calcul parall`ele. Cette incertitude peut toutefois ˆetre minimis´ee en am´eliorant la fonction de transformation utilis´ee pour le passage rep`ere EBSD → rep`ere grille en prenant en compte le quatri`eme plot d’or, par exemple.

Cette ´etude num´erique a ainsi permis de r´ealiser une pr´e-validation de la m´ethodologie mise en place et de nombreuse perspectives s’ouvrent `a la suite de celle-ci. L’utilisation des exp´eriences virtuelles pourront permettre, en complexifiant peu `a peu le probl`eme (ajout de plus de syst`emes de glissement, prise en compte de l’incertitude exp´erimentale, ...) d’aller jusqu’`a la validation compl`ete de la m´ethodologie et d’identifier les ´eventuelles limites. Cela permettra ´egalement de mettre en place une proc´edure d’identification par la validation d’une fonction coˆut et du choix de l’algorithme de minimisation optimum. A la suite de l’ensemble de ces ´etudes, l’utilisation de la m´ethodologie sur des cas r´eels pourra ˆetre effectu´ee avec confiance.

Le chapitre suivant vise `a ´etudier l’applicabilit´e de cette mˆeme m´ethodologie `a l’´etude de la fissuration.

5.5 Etude des limites de ce couplage 171

(a) 15×15 (b) 30×30

(c) 40×40 (d) 50×50

(e) 60×60 (f) 70×70

Fig. 5.35 – D´eformations longitudinales dans le cas de calcul de microstructures 2D extrud´ees de 15 ´el´ements avec application des conditions aux limites r´eelles et ´evolution temporelle telle qu’obtenue par le calcul 3D associ´e.

172 Chapitre 5 : Etude de la plasticit´e - Etude num´erique

BIBLIOGRAPHIE 173

Bibliographie

[1] R. Brenner, J.L. Bechade, O. Castelnau, and B. Bacroix. Thermal creep of Zr-Nb1%- O alloys: experimental analysis and micromechanical modelling. J. of Nuclear Mater., 305 : 175–186, 2002.

[2] R.A. Brockman. Analysis of elastic-plastic deformation in TiAl polycrystals. Int. J. Plast., 19 : 1749–1772, 2003.

[3] G. Cailletaud. Une approche microm´ecanique du comportement des polycristaux. Rev. Phys. App., 23 : 353–363, 1988.

[4] G. Cailletaud, S. Forest, D. Jeulin, F. Feyel, I. Galliet, V. Mounoury, and S. Quilici. Some elements of microstructural mechanics. Comp. Mat. Sc., 27 : 351–374, 2003. [5] M. Dexet. M´ethode de couplage exp´erimentations-simulations num´eriques en vue de

l’identification de loi de comportement cristalline. application aux alliages de zirco- nium. Th`ese de doctorat, Ecole Polytechnique, Palaiseau, France, 2006.

[6] O. Diard, S. Leclercq, G. Rousselier, and G. Cailletaud. Evaluation of finite element based analysis of 3D multicrystalline aggregates plasticity - Application to crystal plasticity model identification and the study of stress and strain fields near grain boundaries. Int. J. Plast., 21 : 691–722, 2005.

[7] P. Doumalin, M. Bornert, and J. Cr´epin. Characterisation of the strain distribution in heterogeneous materials. Mecan. Ind., 4 : 607–617, 2003.

[8] L. G´el´ebart. Approche multi-´echelles du comportement m´ecanique de l’alliage Ti- Al48-Cr2-Nb2. Th`ese de doctorat, Ecole Polytechnique, Palaiseau, France, 2002. [9] L. G´el´ebart, M. Bornert, T. Bretheau, D. Caldemaison, J. Cr´epin, and A. Zaoui.

Lamellar grains distribution and plastic strain heterogeneities in TiAl cast samples. Experiments and modelling. Mat. Techn., 1-2 : 69–76, 2004.

[10] D. Goldberg. Algorithmes g´en´etiques. 1994.

[11] S. H´eraud. Du polycristal au multicristal : ´elaboration d’un m´esoscope num´erique pour une analyse locale en ´elastoviscoplasticit´e. Th`ese de doctorat, Ecole Polytechnique, Palaiseau, France, 1998.

[12] E. H´eripr´e, J Cr´epin, A. Roos, L. G´el´ebart, and J.-L. Chaboche. Parameter identifica- tion of a crystallographic constitutive law using local strain fields. SEM X International Congress, Costa Mesa, USA, 2004.

[13] T. Hoc, J. Cr´epin, L. G´el´ebart, and A. Zaoui. A procedure for identifying the plas- tic behavior of single crystals from the local response of polycrystals. Acta Mater., 51 : 5477–5488, 2004.

[14] X. H. Lin, Y. L. Kang, Q. H. Qin, and D. H. Fu. Identification of interfacial parameters in a particle reinforced metal matrix composite Al606110%Al2O3 by hybrid method

174 BIBLIOGRAPHIE

[15] W.T. Marketz, F.D. Fischer, and H. Clemens. Deformation mechanisms in TiAl in- termetallics – experiments and modeling. Int. J. Plast., 19 : 281–321, 2003.

[16] A. Roos, J.-L. Chaboche, L. G´el´ebart, and J. Cr´epin. Multiscale modelling of titanium aluminides. Int. J. Plast., 20 : 811–830, 2004.

[17] E. Soppa, P. Doumalin, P. Binkele, T. Wiesendanger, M. Bornert, and S. Schmauder. Experimental and numerical characterisation of in-plane deformation in two-phase materials. Comp. Mater. Sc., 21 : 261–275, 2001.

[18] L. St-Pierre. Etude de l’influence de la troisi`eme dimension sur les d´eformations surfaciques des mat´eriaux m´etalliques. Projet de Fin d’Etudes, EPF, France, 2005. [19] K. Tanaka, K. Okamoto, H. Inui, Y. Minonishi, M. Yamaguchi, and M. Koiwa. Elastic

constants and their temperature dependence of the intermetallic compound Ti3Al.

Phil. Mag. A, 73 (5): 1475–1488, 1996.

[20] A. Zeghadi. Effet de la morphologie tri-dimensionnelle et de la taille de grain sur le comportement m´ecanique d’agr´egats polycristallins. Th`ese de doctorat, Ecole des Mines de Paris, France, 2005.

175

Chapitre 6

Application de la m´ethodologie `a

l’´etude de la fissuration

L’application du couplage entre mesures multi-´echelles et calculs polycristallins a montr´e sa potentialit´e pour l’´etude de la plasticit´e des mat´eriaux m´etalliques. Une ´etude de faisabilit´e a donc ´et´e lanc´ee pour l’application de cette mˆeme m´ethodologie `a l’analyse de l’initiation et de la propagation des fissures au sein des microstructures polycristallines.

Apr`es une revue bibliographique de quelques crit`eres d’amor¸cage et de propagation de la fissure au sein des diff´erentes microstructures de TiAl, les r´esultats des essais de flexion 4 points r´ealis´es sous MEB sont pr´esent´es. La derni`ere partie concerne des simulations num´eriques effectu´ees sur des microstructures de type PST afin d’analyser la potentialit´e de l’utilisation des ´el´ements coh´esifs pour la mod´elisation de la propagation des fissures dans les microstructures lamellaires.

6.1

Bibliographie

Cette revue bibliographique s’attache `a d´ecrire l’amor¸cage et la propagation de fissures `a temp´erature ambiante et `a l’´echelle de la microstructure. Ainsi, nous mettrons en avant dans cette partie, les travaux visant `a d´eterminer des crit`eres locaux d’amor¸cage et de propagation des fissures au sein des grains γ ainsi que des grains lamellaires.