Abstract FR:

L'étude porte sur le comportement mécanique du zirconium alpha à 200°c et sur la prévision de l'amorçage de fissures, en particulier lorsque les sollicitations induisent des phénomènes de fatigue fluage. Une approche classique pour rendre compte des phénomènes d'interaction entre les maintiens en déformation et le cyclage ne permet pas facilement d'interpréter les résultats expérimentaux. On a par conséquent développé une nouvelle approche qui permet de déterminer un nombre de cycles à amorçage pour de larges conditions de chargement et pour des structures complexes. Pour étudier l'influence de l'interaction fatigue fluage sur l'amorçage de fissure, on a choisi un modèle qui utilise une variable scalaire d'endommagement, représentative de l'état de détérioration du matériau. Le modèle propose de cumuler de façon non linéaire un endommagement associé aux sollicitations cycliques et un endommagement associé à l'influence du temps. Il s'appuie sur une approche découplée entre l'endommagement et le comportement qui est décrit par un modèle à deux déformations inélastiques. Ce dernier modèle est choisi car il permet de distinguer une partie plastique et une partie viscoplastique dans l'écoulement inélastique. L'endommagement cyclique est fonction de l'amplitude de contrainte et de la contrainte moyenne, et la sensibilité particulière du matériau au fluage a conduit à définir un paramètre spécial, critique vis-à-vis de l'endommagement de fluage. Il s'agit de la variable d'écrouissage cinématique associée aux variables d'état décrivant ce type d'écrouissage pour le mécanisme viscoplastique. En pratique, on a identifié les coefficients pour le comportement à partir de données expérimentales de caractérisation mécanique, et pour l'endommagement à partir de données de rupture obtenues avec des éprouvettes uni axiales. Etant donné que le paramètre choisi comme étant critique à l'endommagement de fluage n'est pas une grandeur mesurable expérimentalement, on a développé une méthode d'identification permettant d'analyser le problème de façon globale, c'est-à-dire le comportement avec l'endommagement. Les résultats du modèle, en termes de nombres de cycles, donnent des prévisions de rupture qui se situent entre un rapport 1/2 et un facteur 2 par comparaison avec les données expérimentales. Les résultats du modèle développé et identifié en situation uni-axiale ont ensuite été confrontés à des données expérimentales obtenues sur des éprouvettes entaillées. Les applications effectuées indiquent que les résultats en termes d'amorçage sont en bon accord avec les données expérimentales disponibles. Pour terminer l'analyse de l'ensemble des résultats expérimentaux, on a identifié un modèle de comportement poly cristallin qui permet de prendre en compte les différences de texture de l'ensemble des tôles utilisées. Les réponses apportées par cette modélisation ou les mécanismes de déformation introduits sont le glissement prismatique et le glissement pyramidal de première espèce améliore notablement la description du comportement et les réponses en termes de déplacements mesures sur les éprouvettes cylindriques entaillées par rapport au modèle de comportement phenomenologique.