Le matériau étudié est le superalliage base nickel n18, élaboré par métallurgie des poudres MDP. La présence d'inclusions exogènes en fond d'entaille peut entrainer l'amorçage très précoce de petites fissures. en premier lieu, un dispositif d'essai a été mis en œuvre pour pouvoir mesurer la propagation à 650°C de fissures semi-elliptique en fond d'entaille dont la taille est comprise entre 100 m et 1 mm. D’autre part une étude approfondie de l'état de contrainte et de déformation dans la structure entaillée, en prenant en compte le comportement élastoviscoplastique du matériau a été conduite. Puis une méthode de calcul du facteur d'intensité des contraintes est proposée pour des fissures semi-elliptiques se propageant sous un gradient de contrainte complexe. En utilisant cette méthode de dépouillement on observe, qu’à même facteur d'intensité des contraintes, les fissures se propagent plus vite en fond d'entaille que dans une éprouvette lisse et cet effet est d'autant plus marqué que le niveau de chargement de l'éprouvette entaillée est important. Cet effet d'entaille est attribué à une variation du niveau d'ouverture des fissures, qui a été étudié dans les éprouvettes lisses, expérimentalement et numériquement, en relation avec le comportement mécanique du matériau. Un modèle semi-analytique est proposé. D’autre part des calculs numériques du niveau d'ouverture ont été effectués dans les éprouvettes entaillées et sont en bon accord avec les résultats analytiques. La correction en terme de facteur d'intensité des contraintes effectif appliquée aux résultats de fissuration expérimentaux permet de retrouver en fond d'entaille les vitesses de fissuration observées sur éprouvettes lisses

Etude montrant que l'amorçage d'une fissure à fond d'entaille peut être réalisée de manière univoque a la déformation plastique localisée a fond d'entaille selon une loi de type Mansson-Coffin, a 2094 c comme a 55094 c. néanmoins, des fissures amorcées à fond d'entaille peuvent s'arrêter définitivement après un premier stade de propagation. L’existence d'amorçage multiple à fond d'entaille peut considérablement ralentir la progation du front de fissure

CE TRAVAIL A ETE CONSACRE A LA COMPREHENSION ET LA MODELISATION A L'ECHELLE MACROSCOPIQUE DES MECANISMES DE FISSURATION SOUS UN CHARGEMENT DE FRETTING FATIGUE STATIQUE (FFS). LES FISSURES SONT SOLLICITEES EN MODE MIXTE SOUS CONDITIONS NON PROPORTIONNELLES (CNP). LES CONCEPTS CLASSIQUES DE LA MECANIQUE ELASTIQUE LINEAIRE DE LA RUPTURE NE PERMETTANT PAS DE CONSIDERER CES DIFFERENTES CONDITIONS, IL ETAIT NECESSAIRE DE PROPOSER UNE NOUVELLE APPROCHE. POUR CELA NOUS AVONS MENE CONJOINTEMENT UNE ETUDE EXPERIMENTALE ET UNE ETUDE THEORIQUE. DEUX CAMPAGNES D'ESSAIS COMPLEMENTAIRES ONT ETE MENEES AFIN D'ETUDIER LA FISSURATION SOUS FFS. LA PREMIERE ETUDE A ETE CONDUITE SUR TROIS ALLIAGES D'ALUMINIUM AERONAUTIQUES. TOUTES LES OBSERVATIONS ONT ETE REALISEES APRES ESSAI DE FACON DESTRUCTIVE. LA REPONSE DES MATERIAUX A ETE ANALYSEE EN TERMES DE DEGRADATIONS. NOUS AVONS ENSUITE DEFINI LES SITES D'AMORCAGE ET LES DIRECTIONS DE PROPAGATION AU COURS DES STADES I ET II. LA SECONDE CAMPAGNE A ETE CONDUITE SUR UN MATERIAU PHOTOELASTIQUE. LA VISUALISATION EN TEMPS REEL DE L'EVOLUTION DES ISOCHROMES LE LONG DES FACES DE FISSURES NOUS INDIQUE LE COMPORTEMENT DES FISSURES. L'AMORCAGE ET LA PROPAGATION DES FISSURES ONT ETE OBSERVES EN TEMPS REEL. L'ETUDE DE L'EVOLUTION DES VITESSES DE PROPAGATION COUPLEE AUX OBSERVATIONS DES FACIES DE FISSURES NOUS A PERMIS DE DEFINIR DIFFERENTES PERIODES DE PROPAGATION. L'OBJECTIF DE L'ETUDE THEORIQUE ETAIT D'IDENTIFIER LES PARAMETRES MACROSCOPIQUES GOUVERNANT LES DIFFERENTES PERIODES DE PROPAGATION SOUS FFS. TOUT D'ABORD, NOUS AVONS ANALYSE LES MECANISMES D'AMORCAGE ET DE PROPAGATION AU COURS DU STADE I. NOTRE APPROCHE S'EST INSCRITE DANS LE CADRE DE LA MMC. ELLE NOUS A PERMIS DE PREVOIR LES SITES D'AMORCAGE PRES ET DANS L'AIRE DE CONTACT AINSI QUE LES PREMIERES DIRECTIONS DE PROPAGATION, SOUS DIFFERENTES CONDITIONS DE FRETTING. NOUS AVONS ENSUITE DEFINI LES CONDITIONS GOUVERNANT LA TRANSITION DU STADE I AU STADE II. ENFIN, NOUS AVONS DETERMINE LES DIRECTIONS ET MODES DE PROPAGATION AU COURS DU STADE II. AFIN DE PRENDRE EN COMPTE LES CNP EN POINTE DE FISSURES, UN CRITERE ADAPTE A NOTRE CHARGEMENT ET AU MATERIAU A ETE SELECTIONNE. POUR COMPLETER CETTE ANALYSE, UNE ETUDE PLUS DETAILLEE DES CHAMPS DE CONTRAINTES EN POINTE DE FISSURE NOUS A PERMIS DE DEFINIR PLUS CLAIREMENT LE MODE DE PROPAGATION DES FISSURES.

Cette étude s'inscrit dans le domaine de la conception et du dimensionnement de structures industrielles. Elle consiste à proposer une méthodologie permettant de simuler l'endommagement ductile de structures métalliques, suivi de l'amorçage et de la propagation de fissures. La démarche s'organise en trois temps. La première étape consiste à pouvoir décrire correctement l'évolution de l'endommagement jusqu'à l'amorçage de la fissure, par un modèle continu. Or, l'utilisation de modèles de comportement ductiles endommageables classiques avec la méthode des éléments finis conduit à de nombreux problèmes, tels que la dépendance pathologique à la finesse et à l'orientation du maillage ou le verrouillage volumique. Une nouvelle formulation mixte non locale à quatre champs est proposée dans le cadre des petites perturbations afin de surmonter ces problèmes. L'étape suivante vise à améliorer la qualité du calcul. Pour cela, une procédure d'adaptivité de maillage reposant sur un indicateur d'erreur est mise en place afin de permettre d'atteindre le niveau de qualité désiré par l'utilisateur, tout en minimisant les coûts de calculs. Associée au lissage des champs aux anciens points de Gauss avant projection directe aux nouveaux points de Gauss et à l'ajout de viscosité dans le modèle, elle permet de reprendre les calculs sur le nouveau maillage plus adapté après quelques divisions du pas de temps. Enfin, une fois toute la phase d'endommagement décrite avec précision, la dernière partie est consacrée au développement d'une stratégie d'amorçage et de propagation de fissure utilisant l'adaptation de maillage. Pour cela, le chemin de fissure est représenté par un maillage auxiliaire dont le front est le plus régulier possible. Pour déterminer l'orientation de cette discrétisation, un critère reposant sur le gradient de l'endommagement lissé est formulé. Cette stratégie est mise en oeuvre sur un cas test académique en dimensions deux et trois. Par la suite, il serait intéressant de pouvoir appliquer cette méthodologie avec des modèles plus réalistes faisant intervenir le taux de triaxialité, et ce en grandes déformations.

ETUDE DE L'AMORCAGE ET DE LA PROPAGATION D'UNE FISSURE MACROSCOPIQUE D'ACIER INOXYDABLE DUCTIBLE TYPE 316L A 575**(O)C-650**(O)C EN UTILISANT DIFFERENTES EPROUVETTES DE MECANIQUE DE LA RUPTURE ET UN LARGE DOMAINE DE CONDITIONS D'ESSAIS. PROPOSITION D'UNE APPROCHE LOCALE DE LA FISSURATION EN FLUAGE