Titre original :

Fiabilité et durée de vie des composants et des structures métalliques

Mots-clés en français :
  • Approche locale de la rupture
  • Approche locale de la rupture

  • Acier
  • Acier
  • Métaux
  • Microstructure (physique)
  • Durée de vie (ingénierie)
  • Alliages
  • Structures en tubes d'acier
  • Langue : Français
  • Discipline : Sciences mathématiques
  • Identifiant : Inconnu
  • Type de mémoire : Habilitation à diriger des recherches
  • Date de soutenance : 01-01-2009

Résumé en langue originale

Les travaux présentés dans ce mémoire d'habilitation à diriger des recherches ont pour objectifs de développer la compréhension et la modélisation des mécanismes d'endommagement et de rupture rencontrés dans les aciers et alliages métalliques et de proposer des outils d'interprétation d'essais technologiques complexes utilisés pour la prédiction de l'intégrité et de la durée de vie des composants et des structures métalliques. Nous présentons ici les travaux traitant de l'endommagement et de la rupture d'aciers utilisés dans les industries électronucléaire et gazière. L'approche choisie se situe dans le cadre de l'approche locale de la rupture. Trois mécanismes de rupture ont été principalement étudiés : la rupture ductile, la rupture fragile par clivage, et la transition ductile-fragile. Les travaux développés dans ces trois domaines ont ensuite été appliqués à la modélisation de la courbe de résilience et à la prévision du passage résilience-ténacité. L'étude de la rupture ductile est abordée à travers deux exemples : la propagation ductile dynamique dans les gazoducs en acier haute résistance X100 et la déchirure ductile dans les aciers de cuve des réacteurs à eau pressurisée. L'endommagement ductile est étudié à l'aide de modèles couplés tels que les modèles de Gurson modifié et de Rousselier, ce dernier ayant été étendu aux cas des matériaux avec un comportement élastoviscoplastique avec une dépendance en température. La rupture fragile par clivage des aciers de cuve est étudiée à travers le cadre de l'approche statistique proposée par Weibull et utilisée dans le modèle probabiliste pionnier de Beremin et ses différentes évolutions. Une tentative de compréhension physique des mécanismes à l'échelle des populations d'inclusions responsables de l'amorçage du clivage est proposée. Plusieurs compétitions et effets synergétiques entre mécanismes sont discutés afin de motiver physiquement les extensions au modèle de Beremin et d'étendre ainsi la transférabilité des résultats obtenus sur éprouvettes de laboratoire aux structures réelles. La transition ductile-fragile est traitée à travers la modélisation de la courbe de résilience. L'effet de l'irradiation sur le décalage des courbes de résilience et de ténacité est ensuite étudié à l’aide des outils numériques développés. On montre ainsi que le comportement en clivage et dans le bas de la transition peut être prédit à partir de la simple introduction de l'augmentation de la limite d'élasticité due à l'irradiation, mais qu'une modification des mécanismes d'endommagement ductile devrait être introduite pour prédire correctement la diminution du plateau ductile pour les forts taux d'irradiation.

  • Directeur(s) de thèse : Degallaix, Suzanne

AUTEUR

  • Tanguy, Benoît
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