Thèse en cours

Caractérisation expérimentale, modélisation et simulation du comportement mécanique des joints de grains dans les aciers austénitiques. Application à la corrosion sous contraintes assistée par l'irradiation
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Auteur / Autrice : Thomas-xavier Masset
Direction : Benoît TanguyJérémy Hure
Type : Projet de thèse
Discipline(s) : Mécanique des matériaux
Date : Inscription en doctorat le 01/11/2022
Etablissement(s) : université Paris-Saclay
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Mécaniques et Energétiques, Matériaux et Géosciences
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CEA/SEMI - Service d'Etude des Matériaux Irradiés
référent : Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay

Résumé

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La corrosion sous contraintes intergranulaire est un mode de rupture qui affecte de nombreux matériaux et qui se manifeste par l'apparition de fissures au niveau des joints de grains en présence d'un milieu corrosif. Ce phénomène est notamment observé dans la visserie des internes de cuve des réacteurs à eau pressurisée en acier austénitique inoxydable et appelé corrosion sous contrainte assistée par l'irradiation. De manière générique, la fissuration résulte d'un chargement mécanique local supérieur à la résistance du joint de grains, cette dernière étant affectée par l'oxydation. Pour aller vers un modèle quantitativement prédictif de ce mode de rupture, on s'intéresse dans cette étude au chargement mécanique des joints de grain. Une approche couplant modélisation mécanique et expérimentation sera mis en œuvre. La modélisation de la rupture intergranulaire reposera sur trois piliers, à savoir : comportement mécanique à l'échelle des grains, résistance mécanique du joint de grains et effet du joint de grains sur les champs mécaniques locaux. Ce dernier point reste insuffisamment étudié et compris, ainsi que son couplage avec les deux autres facteurs, et fait donc l'objet de cette étude. D'un point de vue expérimental, l'effet des joints de grains sur les champs mécaniques locaux sera étudié à partir d'expériences modèles sur des bicristaux massifs. Différents états du matériau / types de joints de grains seront considérés. Un modèle de comportement des joints de grains sera proposé et validé à partir de ces expériences, puis appliqué à des simulations massives d'agrégats polycristallins pour prédire les contraintes intergranulaires. Les modèles seront finalement appliqués sur des échantillons oxydés pour prédire la fissuration intergranulaire.