thesis

Estimations non linéaires du comportement global de matériaux hétérogènes en formulation affine : application aux alliages de zirconium

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Jan. 1, 1998

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En restreignant dans un premier temps l'analyse aux comportements non héréditaires, le principe d'une nouvelle formulation, dite affine, en micromécanique des matériaux heterogenes est défini précisément. Une fois ses avantages potentiels soulignes, cette formulation est comparée aux autres formulations existantes, ce qui permet d'en prendre certaines en défaut de cohérence et, au contraire, de montrer une certaine parente avec la formulation dite du second ordre actuellement la plus performante, mais limitée aux comportements non héréditaires. Cette nouvelle formulation est alors étendue aux comportements héréditaires dans le cas de l'elasto-viscoplasticite. L'application est faite aux materiaux polycristallins dans le cadre du schéma autocoherent et illustrée sur le cas de polycristaux cubiques a faces centrées : des comparaisons avec les prédictions d'autres modèles montrent clairement la supériorité de l'approche proposée. L'analyse est enfin étendue a l'investigation des régimes stationnaires, ce qui permet de retrouver la situation de la viscoplasticité, puis a celle de l'elastoplasticite, ou des comparaisons quantitatives sont avantageusement faites avec le modèle classique de hill. L'ensemble des développements précédents est alors applique au cas concret d'alliages de zirconium, utilises comme matériaux de gaine dans les réacteurs a eau pressurisée. Une investigation expérimentale micromécanique poussée permet d'affiner la description du comportement intragranulaire. On propose alors une démarche cohérente de validation sur l'expérience macroscopique d'un outil de modélisation micromécanique. Par ailleurs, on montre l'importance décisive sur la réponse macroscopique des alliages étudies et, au-delà, des matériaux cristallins, notamment hexagonaux, présentant un petit nombre de systèmes de glissement primaire, de l'activité des systèmes de glissement secondaire.