Dialogue essais-simulation et identification de lois de comportement ...

Introduction générale
multiaxiales pour les matériaux multifonctionnels (alliages à mémoire de forme et matériaux
piézoélectriques) (Thèses Peultier 2005, Chemisky 2009, Elhadrouz 2004) et le
développement d’approches d’identification fiables, robustes et adaptées aux matériaux
composites et aux aciers TRIP (thèses Merzouki 2008, Nouri 2009, Mohammad Sadeghi
2010, Payandeh 2010).
pastel-00910076, version 1 - 27 Nov 2013
Le développement et la validation d’une telle procédure nécessitant de disposer d’une large
base de données expérimentales sur un matériau bien défini, la constitution de cette base est
une étape préalable incontournable de ce travail. Le recours aux données disponibles dans la
littérature n’est en effet pas pertinent car même si de nombreuses données sont disponibles
pour l’alliage à mémoire de forme le plus utilisé, le nickel-titane, ces données sont obtenues à
partir d’éprouvettes de différentes géométries, réalisées dans des matériaux de différentes
provenances et ayant subi des traitements thermiques et thermomécaniques différents, ce qui
introduit une forte variabilité dans les résultats obtenus. La réalisation à partir d’un même lot
de matériau d’un ensemble d’essais thermomécaniques uniaxiaux sur des éprouvettes simples
et sur des éprouvettes à géométrie complexe en chargement simple et enfin des essais
biaxiaux sur éprouvettes cruciformes constitue l’apport expérimental de ce travail. Le recours
aux techniques de mesure de champs de déformation par corrélation d’images pour
l’exploitation de ces essais permet de multiplier les informations expérimentales utilisables
pour l’identification des paramètres des lois de comportement (Lecompte et al. 2006, Avril et
al. 2008, Hild et Roux 2008, Meraghni et al. 2011).
Cette base de données expérimentales est ensuite exploitée pour identifier les paramètres
d’une loi de comportement précédemment développée au LEM3 pour les alliages à mémoire
de forme (Chemisky et al. 2011). Cette seconde partie du travail nécessite une appropriation
avancée de la loi. Cette appropriation passe par une simplification et une réécriture des
équations en ne considérant que le cas du comportement superélastique et celui de la
réorientation des variantes de martensite. Cette appropriation comporte également une analyse
de sensibilité du modèle aux différents paramètres matériau, une étape indispensable avant de
commencer le développement de la stratégie d’identification des paramètres. Deux procédures
d’identification par algorithme inverse sont développées dans le cadre de ce travail. La
première procédure est basée sur les courbes contrainte-déformation moyennes sous
chargement homogène et uniaxial, alors que la seconde exploite la richesse des champs de
déformations mesurés pendant un essai hétérogène.
Le plan de rédaction adopté pour le mémoire développe les différentes parties constituant les
deux grands axes de ce travail : l’approche expérimentale conduisant à la base de données et
le couplage entre calcul numérique et résultats expérimentaux pour la définition de la
procédure d’identification des paramètres. Le premier chapitre est un chapitre de revue
bibliographique qui introduit les principaux phénomènes à l’origine du comportement
thermomécanique des Alliages à Mémoire de Forme (AMF). L’attention est focalisée sur le
comportement superélastique sous chargement uniaxial et sur l’effet mémoire de forme.
Quelques applications industrielles sont mentionnées pour illustrer les domaines d’utilisation
les plus courants de ces alliages.
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