Optimisation d'un code de dynamique des dislocations pour l'étude de la plasticité des aciers ferritiques

Improvements on Dislocation Dynamics Codes for the study of irradiated RPV ferritic steel's plasticity

• Auteur / Autrice : Daniel Garcia Rodriguez
• Direction : Marc Fivel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance le 15/02/2011
• Etablissement(s) : Grenoble
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble ; 2008-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Sciences et Ingénieurie des Matériaux et des Procédés
• Jury : Président / Présidente : André Pineau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marc Fivel, Christian Robertson, Laurent Dupuy, Isabelle Gautier-luneau, Bruno Chauffert
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Ghiath Monnet, Daniel Caillard, Satnam Singh

Mots clés

Mots clés libres

Dislocation

Vis

Mobilité

Double décrochement

Transition

Athermique

Thermique

Plasticité

Acier

Ferrite

Fer CC

Cubique centré

Simulation

Dinamique des dislocations

Glissement dévié

Dislocation

Screw

Mobility

Double kink

Transition

Thermal

Athermal

Plasticity

Steel

BCC iron

Ferrite

Body-centred cubic

Simulation

Dislocation dynamics

Cross-slip

Résumé

Ces travaux de thèse s’inscrivent au sein d’une démarche multi-échelles visant à améliorer lacompréhension de la fragilisation par l’irradiation de l’acier de cuve. Dans ce cadre, nous nousintéressons à la description de la mobilité des dislocations dans la ferrite, l’une des entrées clépour les codes de dynamique de dislocations (DD). Nous présentons ainsi une revuebibliographique exhaustive des différentes théories et expressions de la mobilité, à partir delaquelle nous proposons une nouvelle expression pour les dislocations vis. Cette loi, utilisablepour la première fois dans le régime de transition ductile-fragile, permet de reproduire lesprincipales observations expérimentales disponibles à ce niveau. Finalement, nous montronsles améliorations apportées au code de DD Tridis BCC 2.0, qui intègrent la nouvelle loi demobilité avec une nouvelle gestion des segments de dislocation permettant de stabiliser etaccélérer des simulations complexes avec prise en compte du glissement dévié.

The present work is part of a larger multi-scale effort aiming to increase knowledge of thephysical phenomena underneath reactor pressure vessel irradiation embrittlement. Withinthis framework, we focused on the description of dislocation mobility in BCC iron, which is oneof the key inputs to dislocation dynamics (DD) simulation codes. An extensive bibliographicreview shows that none of the available expressions can deal with the ductile-fragile transitiondomain of interest. Here, a new screw mobility law able to reproduce the main experimentalobservations is introduced building on the previous models. The aforementioned law is usedtogether with an improved dislocations dynamics code Tridis BCC 2.0, featuring bothperformance and dislocations segments interaction management enhancements, that allowsfor complex DD simulations of BCC iron structures with cross-slip