Modélisation micromécanique du comportement viscoplastique d'un polycristal poreux : application à un acier inoxydable austénitique irradié

​Louis Joessel a soutenu sa thèse le 15 octobre 2018 à Marseille.

​La température élevée et l'irradiation prolongée que subissent les aciers inoxydables austénitiques des internes de cuve des réacteurs à eau pressurisée entraînent potentiellement l'apparition de cavités au sein des grains de la structure polycristalline du matériau considéré. Ces cavités intragranulaires, de forme plutôt sphérique, peuvent modifier les propriétés mécaniques du matériau. Tout d'abord, ce travail de recherche propose de modéliser le comportement viscoplastique de monocristaux poreux, principalement via trois approches différentes. Premièrement, le monocristal poreux est idéalisé comme un assemblage d'une infinité de sphères homothétiques ; deuxièmement, le monocristal poreux est idéalisé comme une microstructure laminée séquentiellement, dont le procédé de laminage est réitéré à l'infini ; troisièmement, le monocristal poreux est idéalisé comme une microstructure périodique dont le comportement est évalué par des simulations numériques basées sur un algorithme de transformées de Fourier rapides. Ensuite, les estimations pour monocristaux poreux sont exploitées via une démarche de double changement d'échelles pour modéliser le comportement viscoplastique d'un polycristal poreux. En vue d'une application à un acier inoxydable austénitique irradié, les paramètres matériau du modèle polycristallin poreux sont identifiés à partir de simulations numériques sur des microstructures périodiques où localement le comportement cristallin est décrit par une loi de comportement spécialement dédiée à cet acier inoxydable austénitique irradié prenant en compte l'évolution des défauts dus à l'irradiation. De manière générale, ce travail cherche à proposer des outils de modélisation innovants, performants, et applicable à une grande variété de configuration cristalline, mais aussi facilement applicables aux aciers inoxydables austénitiques irradiés.