Armand Amouzou-Adoun : Étude des effets de taille dans le cadre de la plasticité cristalline à gradient

Jury

• Laurent Delannay (UCLouvain, (rapporteur)
• Stephan Wulfinghoff (Kiel University, rapporteur)
• Lorenzo Bardella (Brescia University, examinateur)
• Katrin Schulz (Karlsruhe Institute of Technology, examinatrice)
• Farid Abed-Meraim (Arts et Métiers, examinateur)
• Marc Fivel (SIMaP, examinateur)
• Samuel Forest (Mines Paris – PSL, examinateur)
• Mohamed Jebahi (Arts et Métiers, examinateur)
• Jean-Sébastien Lecomte (Université de Lorraine, invité)
• Christophe Schuman (Université de Lorraine, invité)

Mots clés : Alliage TiAl (TNM), traitement thermomécanique, transformation de phase, diffraction des rayons X synchrotron, microstructure, texture, recristallisation, dynamique continue (CDRX), glissement aux joints de grains (GBS), restauration dynamique (DRV), relation d’orientation, sélection de variantes

Abstract

Dans cette thèse, nous proposons d’étudier la nature physique de certains effets de taille observés à petites échelles, notamment les “gaps élastiques”, et de développer une description améliorée de ces effets dans le cadre continu de la plasticité cristalline. Pour ce faire, nous avons mené des expériences originales, impliquant pour la première fois des chargements non proportionnels, ainsi que des simulations avancées basées sur la dynamique discrète des dislocations (DDD). Parallèlement, des modèles cristallins enrichis d’ordre supérieur ont été développés.

Dans un premier temps, une étude approfondie des effets de taille sous chargements proportionnels a été réalisée à l’aide de simulations DDD. Cette étude a permis de mettre en évidence les principales manifestations des effets de taille observés expérimentalement, validant ainsi la méthodologie adoptée. La DDD a ensuite été utilisée pour démontrer, pour la première fois, que dans des chargements non proportionnels tels que traction-passivation, flexion-passivation ou traction-flexion (où la traction est maintenue pendant la flexion), les “gaps élastiques” ne seraient pas d’origine physique.

Dans un second temps, nous avons développé des modèles enrichis de plasticité cristalline à gradient pour éliminer les “gaps élastiques”, en nous basant sur les résultats obtenus via la DDD. Des solutions analytiques pour des problèmes simples de cisaillement ont été présentées, et une analyse approfondie des différents types d’écrouissage d’ordre supérieur a été menée. Ces nouveaux modèles se sont avérés capables de reproduire efficacement les principales caractéristiques des résultats DDD. Cependant, des limitations dans la prédiction quantitative du coefficient de la loi d’échelle ont été identifiées. Pour y remédier, nous avons proposé une version améliorée des modèles basée sur l’approche micromorphe. Dans ce cadre, nous avons introduit, pour la première fois, des termes dissipatifs d’ordre supérieur.

Enfin, des essais expérimentaux proportionnels et non proportionnels à petites échelles ont été réalisés, permettant de confronter les résultats numériques.

En visioconférence

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