Nanoindentation de couches minces déposées sur substrat de verre de silice

This work deals with the improvement of both insight and modelling of the indentation behavior of thin-film coated glass substrates.We first study the elastic contact to a coated substrate. We present a semi-analytical algorithm allowing efficient calculation of such a contact. The effect of modulus and Poisson ratio mismatch is studied. The Oliver and Pharr method is shown to cause a misevaluation of the contact radius when dealing with coated substrates. We present leads to tackle this problem.We then study the elastoplastic behavior of silica glass. Using Raman microspectroscopy to measure local density, we map the indentation-induced densification strain in amorphous silica and exhibit a densification-hardening, which we characterize under hydrostatic pressure. Our finite element calculations indicate that this hardening has to be taken into account. We also study the stiffness increase in densified amorphous silica. We finally show how to expand these experimental procedures to more complex silicate glasses using Cr3+ luminescence.Cette étude a pour but d'améliorer la compréhension et la modélisation du comportement en indentation de substrats de verre revêtus.Nous nous intéressons d'abord au contact élastique sur un substrat revêtu. Nous développons un algorithme semi-analytique permettant un calcul efficace de ce type de contacts. L'influence des désaccords de propriétés élastiques sur la réponse mécanique est étudiée. La méthode d'Oliver et Pharr induit une erreur sur la valeur du rayon de contact sur des systèmes revêtus. Nous proposons des pistes pour résoudre ce problème.Nous nous intéressons ensuite au comportement élastoplastique du verre de silice. Nous utilisons la microspectroscopie Raman pour évaluer la densité locale de ce matériau et ainsi cartographier la densification dans de la silice amorphe indentée et caractériser en pression hydrostatique de l'écrouissage de ce matériau. La prise en compte de cet écrouissage améliore les lois de comportement existantes. Nous étudions l'augmentation de la raideur de la silice amorphe avec sa densité. Nous utilisons la luminescence de Cr3+ pour étendre ces méthodes expérimentales à d'autres verres silicatés