Micromécanismes d'endommagement en fatigue oligocyclique d'un acier inoxydable duplex

Les micromécanismes d'endommagement d'un acier inoxydable duplex sont étudiés au cours d'un essai de fatigue plastique oligocyclique. Des observations de l'endommagement de surface, à l'aide d'un microscope in-situ, sont effectuées à l'échelle du grain. Combinées à ces observations, des champs de déplacements et de déformations sont calculés par une technique de corrélation d'images numériques, avec le logiciel CorreliQ4. Dans ce travail, il est montré comment la déformation plastique cyclique évolue dans les deux phases du matériau en cours d'essai et comment les mesures de champs permettent d'identifier les sites probables d'amorçage de microfissure et bien avant leur apparition

Heterogeneity in tribologically transformed structure (TTS) of Ti-6Al-4V under fretting

Fretting wear is a surface degradation process caused by oscillatory motion and contact slipping. During gross slip, high local stresses and plastic deformation in the surface and subsurface can lead to the creation of a nanosized grained structure called Tribologically Transformed Structure (TTS). The current paper studies the formation of TTS in an alpha-beta Ti-6Al-4V alloy under fretting loading while changing the contact pressure and the number of fretting cycles.Cross-sections of wear scars are observed after polishing and chemical etching. Above a threshold pressure of 300 MPa, TTS appears early in the contact (before 1000 cycles) along with two other structures: a Third Body Layer (TBL) made of compacted debris and a General Deformed Layer (GDL) which is the plastic zone under the TTS. TTS first appears as islands and merges in the middle of the contact after enough cycles. Below 200 MPa, only TBL and GDL are formed. At 200 MPa, only small, localized TTS is found. All structures have the same chemical compositions as the initial bulk material except for the nitrided TBL. TTS has a very high hardness compared to the bulk. TTS was carefully extracted using a Focused Ion Beam (FIB) and its microstructure was observed with a Transmission Electron Microscope (TEM). It shows extreme grain refinement and is composed of two alternated zones. The first zone I is composed of $\alpha$ grains with a size of 20 to 50 nm with crystallographic texture. Zone II comprises nanosized equiaxed grains whose sizes range from 5 to 20 nm without texture. The results made it possible to establish a scenario of the appearance of the TTS according to the conditions of contact pressure and number of fretting cycles

Influence de l'élasticité et de la plasticité cristallines sur la distribution des champs mécaniques à la surface des polycristaux

Cette étude vise, par une modélisation par éléments finis 3D, à évaluer les dispersions des champs mécaniques entre grains de surface d'un polycristal en acier inoxydable austénitique type AISI 316LN, en fonction de l'orientation du grain (configuration inter-orientations) et en fonction des orientations des grains environnants (configuration intra-orientation). Le comportement des grains est caractérisé par une élasticité linéaire, isotrope ou anisotrope (élasticité cubique), et une plasticité cristalline à écrouissage plus ou moins prononcé (structure Cubique à Face Centrée, écrouissage monotone ou cyclique). On montre que : - les amplitudes des distributions calculées en régime purement élastique sont supérieures ou égales que celles obtenues en régime élasto-(visco)plastique pour des déformations macroscopiques de plus 1%. L'effet de l'anisotropie de l'élasticité cristalline sur les champs locaux est sensible jusqu'à une déformation macroscopique de l'ordre de 0.2 % à 1% selon l'écrouissage macroscopique. - les distributions intra-orientation sont au moins aussi dispersées que les distributions inter-orientations

Reconstruction of ancestral chromosome architecture and gene repertoire reveals principles of genome evolution in a model yeast genus

International audienceReconstructing genome history is complex but necessary to reveal quantitative principles governing genome evolution. Such reconstruction requires recapitulating into a single evolutionary framework the evolution of genome architecture and gene repertoire. Here, we reconstructed the genome history of the genus Lachancea that appeared to cover a continuous evolutionary range from closely related to more diverged yeast species. Our approach integrated the generation of a high-quality genome data set; the development of AnChro, a new algorithm for reconstructing ancestral genome architecture; and a comprehensive analysis of gene repertoire evolution. We found that the ancestral genome of the genus Lachancea contained eight chromosomes and about 5173 protein-coding genes. Moreover, we characterized 24 horizontal gene transfers and 159 putative gene creation events that punctuated species diversification. We retraced all chromosomal rearrangements, including gene losses, gene duplications, chromosomal inversions and translocations at single gene resolution. Gene duplications outnumbered losses and balanced rearrangements with 1503, 929, and 423 events, respectively. Gene content variations between extant species are mainly driven by differential gene losses, while gene duplications remained globally constant in all lineages. Remarkably, we discovered that balanced chromosomal rearrangements could be responsible for up to 14% of all gene losses by disrupting genes at their breakpoints. Finally, we found that nonsynonymous substitutions reached fixation at a coordinated pace with chromosomal inversions, translocations, and duplications, but not deletions. Overall, we provide a granular view of genome evolution within an entire eukaryotic genus, linking gene content, chromosome rearrangements , and protein divergence into a single evolutionary framework

Chiral Extrapolation of the Strangeness Changing K pi Form Factor

We perform a chiral extrapolation of lattice data on the scalar K pi form factor and the ratio of the kaon and pion decay constants within Chiral Perturbation Theory to two loops. We determine the value of the scalar form factor at zero momentum transfer, at the Callan-Treiman point and at its soft kaon analog as well as its slope. Results are in good agreement with their determination from experiment using the standard couplings of quarks to the W boson. The slope is however rather large. A study of the convergence of the chiral expansion is also performed.Comment: few minor change

Nouvelles raisons d’agir des acteurs de la pêche et de l’agriculture

Les acteurs de la pêche et de l’agriculture (professionnels, institutions d'enseignement, techniciens, organisations professionnelles et syndicales, politiques et législateurs, chercheurs, consommateurs…) font l'expérience de l’évolution des techniques et des droits à produire et à prélever la ressource vivante. Les agriculteurs et les pêcheurs se questionnent sur les raisons de faire leur métier, de s’y maintenir et de le transformer par de nouveaux modes de transmission, de débat et par de nouvelles solidarités. Les auteurs, des chercheurs en sciences sociales et des professionnels des deux filières, examinent les situations les plus propices au développement de nouvelles raisons d'agir et de nouveaux savoirs : débats sur la gestion des ressources renouvelables, décisions relatives au contenu du métier et à sa transmission, mutations professionnelles ou encore nouvelle division du travail. Les situations présentées permettent un éclairage contrasté des secteurs de la pêche et de l'agriculture, et plus particulièrement : – de l’évolution des raisons d’agir et des savoirs des professionnels, des scientifiques, des législateurs mais aussi des nouveaux arrivants, notamment dans leur rapport à l’écologie. Comment de nouvelles raisons d’agir et de nouveaux savoirs émergent-ils des divisions et des conflits ? – des transformations du travail et de la formation professionnelle dans les deux secteurs. Comment les référentiels de formation et les pratiques didactiques modifient-ils les enjeux cognitifs, environnementaux, économiques et sociaux des activités de pêche et d’agriculture ? Ces questions majeures intéresseront à la fois les pêcheurs et les agriculteurs, les concepteurs de politiques publiques et les scientifiques

Finishing the euchromatic sequence of the human genome

The sequence of the human genome encodes the genetic instructions for human physiology, as well as rich information about human evolution. In 2001, the International Human Genome Sequencing Consortium reported a draft sequence of the euchromatic portion of the human genome. Since then, the international collaboration has worked to convert this draft into a genome sequence with high accuracy and nearly complete coverage. Here, we report the result of this finishing process. The current genome sequence (Build 35) contains 2.85 billion nucleotides interrupted by only 341 gaps. It covers ∼99% of the euchromatic genome and is accurate to an error rate of ∼1 event per 100,000 bases. Many of the remaining euchromatic gaps are associated with segmental duplications and will require focused work with new methods. The near-complete sequence, the first for a vertebrate, greatly improves the precision of biological analyses of the human genome including studies of gene number, birth and death. Notably, the human enome seems to encode only 20,000-25,000 protein-coding genes. The genome sequence reported here should serve as a firm foundation for biomedical research in the decades ahead

Plasticité cyclique d'un acier inoxydable austéno-ferritique sous chargement biaxial non-proportionnel

Austenitic-ferritic stainless steels are supplied since about 30 years only, so they are yet not well-known. Their behaviour in cyclic plasticity was studied under uniaxial loading but not under multiaxial loading, whereas only a thorough knowledge of the phenomena influencing the mechanical behaviour of a material enables to simulate and predict accurately its behaviour in a structure.This work aims to study and model the behaviour of a duplex stainless steel under cyclic biaxial loading. A three step method was adopted.A set of tension-torsion tests on tubular specimen was first defined. We studied the equivalence between loading directions, and then the influence of loading path and loading history on the stress response of the material. Results showed that duplex stainless steel shows an extra-hardening under nonproportional loading and that its behaviour depends on previous loading.Then, in order to analyse the results obtained during this first experimental stage, the yield surface was measured at different times during cyclic loading of the same kind. A very small plastic strain offset (2 10-5) was used in order not to disturb the yield surface measured. The alteration of isotropic and kinematic hardening variables were deduced from these measures. Finally, three phenomenological constitutive laws were identified with the experimental set. We focused our interest on the simulation of stabilized stress levels and on the simulation of the cyclic hardening/softening behaviour. The comparison between experimental and numerical results enabled the testing of the relevance of these models.Fabriqués industriellement depuis seulement une trentaine d'années, les aciers inoxydables austéno-ferritiques, dits duplex, sont encore peu connus. Leur comportement en fatigue plastique a fait l'objet de quelques études portant sur les sollicitations uniaxiales mais d'aucune sur les sollicitations multiaxiales. Or seule une connaissance approfondie des phénomènes influant sur son comportement permet de simuler et de prédire correctement le comportement d'un matériau dans une structure. Ce travail a pour but l'étude et la modélisation du comportement d'un acier inoxydable duplex sous chargement biaxial cyclique. Une démarche en trois étapes a été adoptée.Une première campagne d'essais de traction-torsion cycliques sur éprouvettes tubulaires a été menée. Nous avons étudié l'équivalence des directions de chargement, puis nous avons porté notre attention sur l'influence du trajet et de l'histoire du chargement. Les résultats ont montré que l'acier inoxydable duplex présente un sur-écrouissage sous sollicitations non-proportionnelles, et que son comportement dépend des sollicitations effectuées auparavant.Ensuite, afin d'interpréter les résultats obtenus lors de cette première campagne d'essais, la surface de plasticité a été mesurée plusieurs fois par cycle pendant le même type d'essai cyclique. Un très faible offset de déformation plastique (2 10-5) a été utilisé afin de ne pas perturber la surface à mesurer. Les évolutions des variables d'écrouissage isotrope et cinématique en ont été déduites.Enfin, trois modèles phénoménologiques de comportement ont été identifiés sur la base expérimentale. Nous nous sommes attachés à la simulation des niveaux de contrainte stabilisée ainsi qu'à la représentation du comportement de durcissement/adoucissement cyclique. La comparaison des résultats expérimentaux et numériques nous a permis de tester la validité des modèles identifiés

Dialogue modèle-expérience en fatigue oligocyclique des aciers inoxydables

Ma thématique de recherche s'intéresse à l'étude de la fatigue des matériaux, et se focalise plus particulièrement sur l'analyse de la plasticité cyclique et des endommagements induits dans les matériaux métalliques. Elle s'inscrit dans une démarche globale conjointe d'analyse expérimentale et de modélisation numérique.Les travaux présentés se focalisent sur l'étude du comportement d'un acier inoxydable austéno-ferritique et s'articulent suivant quatre thèmes :- Etude expérimentale du comportement mécanique en fatigue oligocyclique. Un certain nombre de résultats expérimentaux en fatigue oligocyclique sont présentés, en particulier, l'importance de caractériser le comportement mécanique sous sollicitations multiaxiales est soulignée. Deux méthodes sont comparées permettant la mesure des caractéristiques de l'écrouissage : la mesure de surfaces de plasticité en cours d'essai, et l'analyse a posteriori des boucles d'hystérésis.- Modélisation du comportement mécanique observé. Deux approches ont été utilisées, d'une part une approche phénoménologique qui nécessite des mesures des caractéristiques de l'écrouissage, et d'autre part une approche micromécanique qui s'appuie sur l'analyse de la structure biphasée de l'acier étudié. L'identification de ce deuxième modèle a été réalisée sur une base expérimentale particulièrement réduite sans cependant amoindrir sa capacité de prédiction. Une proposition originale pour la modélisation de l'adoucissement cyclique a été faite à partir d'observations au microscope électronique à transmission.- Etude de la déformation progressive. A partir de résultats expérimentaux biaxiaux, il est montré que les niveaux de déformation progressive obtenus peuvent s'expliquer par la direction d'écoulement plastique observée, due à la distorsion de la surface de plasticité. Un modèle simulant cette distorsion est alors identifié.- Analyse et simulation de la plasticité à l'échelle de la microstructure. La plasticité cyclique et l'amorçage en fatigue étant fortement liés aux caractéristiques de la microstructure, une analyse locale a été entreprise. Un dispositif expérimental original a été développé afin d'analyser les mécanismes de déformation in-situ pendant un essai mécanique. Plusieurs moyens d'analyse sont utilisés conjointement (microscopie, champs cinématiques calculés à partir d'images obtenues entre deux instants, cartographie EBSD, profilométrie). Une comparaison est faite entre les champs cinématiques obtenus et un calcul d'agrégat polycristallin reprenant les lois cristallines identifiées précédemment

Mechanical behaviour, local properties and strain localization of powder-in-tube MgB2 wire

International audienc