Simulation de la croissance de grains dans l’olivine par une approche champ complet de type level-set

International audienceLe phénomène de croissance de grains peut être vu comme une migration des interfaces entre grains pilotée par la minimisation de l’énergie surfacique du réseau de joints de grains. Ces interfaces séparent deux domaines d’orientations cristallographiques différentes et possèdent une énergie par unité de surface dépendant du matériau considéré, des directions cristallographiques des grains voisins à l’interface considérée et de sa normale. On parle d’énergie interfaciale. En général, lorsque la mesure de la désorientation entre deux grains voisins est faible, le joint de grains peut être décrit comme une succession de dislocations et son énergie peut être calculée à partir de l’énergie des dislocations. En étudiant les angles dièdres formés par les joints à l’équilibre, il est possible d’établir des relations entre les énergies interfaciales. Le déplacement de ces interfaces met en jeu des déplacements atomiques (diffusion) et est largement favorisé par l’agitation thermique. L’étude de ces déplacements en fonction la température permet de quantifier, à travers un paramètre M appelé la mobilité, la « facilité » qu’a un joint de grains à se mouvoir dans la microstructure. Ces deux paramètres, et M, sont nécessaires à la description de la croissance de grains par capillarité. Ce sont des paramètres anisotropes mais qui peuvent être approchés par des constantes (fonction de la température pour la mobilité) lorsque le matériau considéré est peu texturé et contient peu de joints de grains spéciaux. Cette hypothèse a pour effet de simplifier la détermination expérimentale de ces quantités et les simulations numériques. Cette hypothèse, réaliste dans le cas de l’olivine pure considérée dans ce travail, sera utilisée dans la suite