Identification des mécanismes de fissuration dans un alliage d ...

3.2 Etude de la propagation des fissures de fretting 99
d’interêt (l < 100µm environ).
Des travaux très récents et d’autres en cours de publication semblent être en
mesure de présenter des avanceés dans ce domaine [91]. Les microscopes sont de
plus en plus précis et l’utilisation de techniques évoluées de préparation peut permettre
d’améliorer grandement les mesures. On pense en particulier au système
couplé EBSD+FIB. Les récents progrès dans les techniques dites FIB, acronyme
pour «Focused Ion Beam» permettent de solutionner l’effet de la géométrie des
échantillons. Avec un FIB monté sur un microscope électronique, la préparation
peut se faire in situ et quelque soit la géométrie. Il est possible de polir, couper,
usiner à l’échelle nanométrique, et de procéder ensuite à l’acquisition EBSD de
la surface nouvellement créée. Mais le fort potentiel de cette technique apparaît
dans la capacité d’enlever couche après couche des épaisseurs de quelques
nanomètres. Combiné à une acquisition EBSD automatisée, on peut dès lors
reconstruire la structure tridimensionnelle du matériau incluant la distribution
des joints de grains et des orientations cristallographiques. L’obtention de telles
données serait une étape très importante pour tester et valider les modèles
présentés précédemment. En effet, ceux-ci font état d’un manque de données 3D
qui, comme on l’a vu, est un caractère essentiel du comportement des fissures
courtes. Il y a donc un bon espoir de pouvoir étayer ces mécanismes par des
mesures complètes et précises de la cristallographie.
Les évolutions des deux angles de propagation θ p et θ m mesurés dans l’épaisseur
de l’échantillon sont assez différentes. θ p est remarquablement constant, environ
égal à 25˚par rapport à la normale à la surface, ce qui indique que la propagation
est très fortement dominée par la solicitation de contact dans cette zone et que
la microstructure ne joue qu’un rôle minimal. En revanche, après une certaine
profondeur (de l’ordre de 300 µm pour les conditions expérimentales étudiées),
l’angle de propagation est beaucoup plus dispersé. Cela traduit la diminution
du chargement de contact en fretting wear à mesure que l’on s’enfonce sous la
surface. L’influence de la microstructure devient alors à nouveau importante.
Cette seconde phase de propagation peut expliquer l’inhomogénéité observée sur
le front de fissure, ces changements de direction étant comme pour l’amorçage
corrélés au passage de la fissure dans de nouveaux grains. Il est vraisemblable
que la cristallographie joue à ce stade un rôle important, pouvant retarder
notablement l’avancée de fissure.
3.2.3 Proposition d’un mécanisme de fissuration
A la lumière du travail expérimental effectué, un mécanisme détaillé d’amorçage
et de propagation des fissures de fretting peut être proposé. Ce mécanisme comporte
quatre étapes successives schématisées sur la figure 3.28 :