LMA - Laboratoire de Mécanique et d’Acoustique

L. Chaix - Modélisation micromécanique du comportement viscoplastique d’un polycristal : application au durcissement d’un acier irradié

Mots clés : viscoplasticité, polycristal, homogénéisation

Encadrement

  • Mihail GARAJEU (LMA, Marseille, directeur de thèse) ;
  • Martin IDIART (UNLP, La Plata, Argentine, co-directeur de thèse) ;
  • Pierre-Guy VINCENT (IRSN, Cadarache, France, encadrant de thèse).

Résumé

Cette thèse se situe dans le cadre des recherches menées à l’Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN) concernant le vieillissement des aciers de cuve dans les réacteurs à eau sous pression. De nombreux changements microstructuraux interviennent dans ces aciers de cuve à cause de l’irradiation. Ces changements représentent la clé pour comprendre et prédire la modification de leurs réponses viscoplastiques (dont le durcissement) et de leurs propriétés à rupture avec l’irradiation.
Dans ce contexte, l’objectif de ce travail est de proposer un nouveau modèle de comportement plastique à l’échelle du polycristal, capable d’utiliser une loi de comportement plastique cristalline adaptée à un acier de cuve irradié. Du point de vue appliqué, l’objectif est de proposer un modèle de comportement qui puisse être directement intégré dans un code de calculs éléments finis, afin d’estimer les champs de contrainte et de déformation lors de la simulation d’un essai C(T) (en place d’un modèle de type J2 habituellement utilisé). De nombreux modèles d’homogénéisation en champs moyens ont été proposés dans la littérature pour la viscoplasticité des polycristaux. Pour les aciers de cuve irradiés, au vue des lois cristallines développées récemment, de fortes hétérogénéités sont attendues entre les différents grains du polycristal en termes de déformation et de contraintes, lors d’un chargement mécanique. Ces hétérogénéités sont associées à des grains de plus en plus anisotropes lors du chargement (évolutions différentes des cissions critiques dans les grains selon les différents systèmes de glissement). Vis-à-vis de l’homogénéisation, c’est la non-linéarité du comportement local (comportement des grains) associée à la non-uniformité des champs mécaniques qui représentent la complexité du problème à traiter. La problématique scientifique du présent sujet de thèse consiste à évaluer la pertinence d’un modèle d’homogénéisation récent dans le cas de polycristaux en viscoplasticité fortement anisotropes (anisotropie du comportement des grains).

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