Analyse thermographique du comportement en fatigue d'une tôle d'acier

Depuis plusieurs années de nombreuses équipes de recherche ont misé sur les mesures d'autoéchauffement pour développer des méthodes de détermination rapide de la limite de fatigue. L'évolution de la température n'étant pas intrinsèque au matériau, nous avons choisi de travailler en terme de sources de chaleur plutôt qu'en terme de température. Nous présentons ici une méthode 2D de détermination des sources de chaleur accompagnant la fatigue et s'appuyant sur la mesure de champs de température obtenus à l'aide d'une caméra infrarouge. Ces sources de chaleur peuvent avoir, au moins, deux origines. Les premières sont induites par la thermodilatabilité du matériau et correspondent au couplage thermoélastique. Les secondes entraînent des échauffements de nature dissipative associés aux transformations microstructurales irréversibles. La difficulté majeure du traitement d'images pour estimer séparément ces deux types de sources vient du fait que l'amplitude des sources thermoélastiques est le plus souvent très grande devant la puissance moyenne dissipée durant un cycle (rapport souvent entre 100 et 1000). Du point de vue expérimental, les amplitudes des sources thermoélastiques estimés sont en bon accord avec ce que prévoit la théorie thermoélastique linéaire et isotrope. Pour un niveau de chargement donné, des distributions spatialement hétérogènes mais temporellement constantes de la dissipation moyenne par cycle ont été mises en évidence. L'analyse calorimétrique encore que cette dissipation évolue de façon linéaire en fonction de la fréquence de sollicitation pour un niveau de charge donné et ce quelle que soit la zone étudiée. Il a enfin été montré que ces effets dissipatifs hétérogènes sont bien associés aux caractéristiques locales du matériau