Étude des stades précurseurs de l'endommagement en fatigue : expériences et simulations à l'échelle des dislocations

Résumé
La tuyauterie des circuits de refroidissement de diverses installations industrielles est sujette à un endommagement par fatigue thermique. Ce phénomène peut être à l'origine de l'apparition de fissures, sous la forme de réseaux ou isolées. L'examen des composants montre qu'il s'agit de fissures transgranulaires, dont l'amorçage se produit en surface. Dans le but de prévenir toute fissuration, une étude des stades précurseurs de l'endommagement des aciers austénitiques alliant expériences et simulations est entreprise. Une des expériences utilisées dans le cadre de cette étude est l'essai CYTHIA qui consiste à chauffer cycliquement par induction à haute fréquence la périphérie d'un tube constamment refroidi sur sa face interne par un écoulement d'eau. Après une centaine de cycles, des observations en microscopie électronique en transmission effectuées sur une lame mince prélevée sur la peau externe du tube montrent des structures de dislocations localisées en bandes d'épaisseur 30nm et distantes de 100nm au minimum. Afin de mieux comprendre les mécanismes à l'origine de cette localisation et de prédire les stades précurseurs de l'endommagement, une modélisation numérique de dynamique des dislocations est conduite. Pour parfaire cette étude numérique, une méthode originale de calcul de la topologie des surfaces libres est développée.