Aspects mécaniques du changement de phase allotropique à l\u27échelle mésoscopique

Abstract

La prédiction de létat mécanique de structures en acier soumises à des chargements thermiques ne peut se faire sans modélisation du phénomène de changement de phase allotropique. En effet, le changement de phase induit, pour les aciers, un mécanisme appelé plasticité de transformation conduisant à une déformation irréversible pour des chargements inférieurs à la limite élastique des phases. De nombreux modèles analytiques ont proposé une approche homogénéisée pour la prédiction de létat mécanique. Mais, pour des chargements complexes, ces modèles se révèlent inadéquates. Prenant acte de ces lacunes, nous présentons une modélisation plus proche de sa description heuristique. Léchelle mésoscopique retenue pour ce travail est de lordre de la taille de grain. A cette échelle, nous considérons le comportement de chaque phase comme homogène au sens de la mécanique des milieux continus, par contre, le front de changement de phase est modélisé explicitement. Cette approche mésoscopique du phénomène sest faite expérimentalement et numériquement. Expérimentalement, nous avons mis au point et utilisé une manipulation permettant la traction et le chauffage sous vide partiel dune éprouvette. Lacquisition de la surface de léchantillon pendant la transformation martensitique a conduit, sous certaines hypothèses et grâce à la corrélation numérique dimage, à lidentification partielle des zones affectées localement par la transformation. Numériquement, lutilisation de la méthode des éléments finis étendus appliquée à des champs de déplacement faiblement discontinus. Lutilisation de cette méthode nécessite la modélisation du support de discontinuité -le front. Pour cela, en saidant de la méthode level set, nous avons créé des schémas numériques éléments finis permettant la représentation du support et sa propagation. En sus, nous nous sommes intéressés au calcul des forces motrices définies sur le front à partir du tenseur dEshelby et représentatives de sa vitesse locale