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

2.4 Essais de fatigue 65
vante : d’abord les moyens expérimentaux utilisés, puis les différentes géométries
d’échantillons utilisées et enfin la mise en oeuvre proprement dite de ces essais.
2.4.1 Moyens expérimentaux
La majorité des essais ont été conduits sur une machine Instron 8516, équipée
de mords hydrauliques. Lors de l’essai, la charge est contrôlée par un capteur
de force d’une capacité de 100 kN qui permet d’imposer une traction ondulée
sinusoïdale à une fréquence de 10 Hz et un rapport de charge quelconque.
D’autres essais ont été menés sur la machine de fatigue pneumatique dédiée aux
suivis in situ à l’ESRF (pour tous les détails voir [41]). Celle-ci permet une
traction ondulée à une fréquence de 5 Hz. Notons que le système de mords par
contact permet uniquement un chargement en traction avec un rapport de charge
positif. En pratique, du fait de l’inertie de l’air comprimé dans les tuyaux, il est
difficile d’obtenir un R < 0, 15. Trois capteurs de force sont utilisables sur ce
dispositif : 200 N, 2 kN et 5 kN. Contrairement à la machine de fatigue Instron, la
charge n’est pas régulée mais un vérin pneumatique oscille périodiquement entre
la pression min et la pression max (définissant respectivement les forces min et
max appliquées). Une conséquence directe est que, si la fréquence est parfaitement
respectée, la forme du signal n’est pas strictement sinusoïdale (voir fig. 2.15). Les
gros avantages de cette machine sont de pouvoir appliquer la sollicitation de
fatigue sur des éprouvettes de section compatible avec la tomographie (cf. §2.1.3)
et de pouvoir le faire directement sous les rayons X. En effet sa conception a été
spécialement adaptée pour se positionner directement sur le dispositif de rotation
de la ligne ID19 à l’ESRF. La figure 2.16 présente une photographie de la machine
montée sur le dispositif de rotation.
2.4.2 Echantillons de fatigue
Trois types d’éprouvettes ont été utilisés pour les différents essais de fatigue.
les éprouvettes «lisses» sont usinées par fraisage (voir fig. 2.17 pour les dimensions).
Elles ont un coefficient de concentration de contrainte de l’ordre
de l’unité : K t = 1, 04. Quinze éprouvettes ont été prélevées au milieu de
la tôle par rapport à la direction S, avec une direction d’application de la
charge dans le sens L.
les éprouvettes «trouées» ont aussi été usinées par fraisage (voir fig. 2.17
pour les dimensions). Elles correspondent aux spécifications des éprouvettes
industrielles pour les essais à application aéronautique (K t = 2, 3 d’après
l’équation (1.3)). Cependant, une différence importante est l’omission du
chanfrein habituel en bord de trou, afin de faciliter les observations optiques.