Influence des aspects mécaniques et thermiques sur les mécanismes de déformation d'alliages NiTi.

NiTi alloys are widely used notably as a biomaterial (stents for heart artery). Recent studies have shown that the conventional understanding of nominal stress-strain curve during super elastic tensile test was, assuming homogeneity, not sufficient to model the behaviour of such a material. In fact NiTi SMAs exhibit localized phases transformations and are influenced by many factors. This work is dedicated to the study of these phase transformations and especially when they are localized. Two types of samples are tested under various conditions, namely, thin tubes in tensile tests and thin plates in tensile and shear tests. Two measurement techniques are used, namely, digital image correlation for strain field measurements and infrared thermography for temperature field measurements. The first one allows observing strain localization and the second one allows monitoring phase transformations. The use of these two techniques needs special analysis tools, which have been developed during this work, as (i) spatial and temporal synchronisation for both strain and temperature fields, (ii) heat sources estimations from the noisy temperature field measurements. This study have enhance the presence of homogeneous phase(s) transformation(s) at the beginning of loading prior the stress plateau and at the beginning of unloading. Localisation morphologies were quantitatively characterised. The tools developed are a first attempt to perform a local DSC under mechanical loading.La transformation martensitique thermoélastique apparaissant dans les alliages à mémoire de forme (AMF) de type Nickel-Titane (NiTi) est un mécanisme de déformation conférant à ces matériaux des propriétés remarquables de plus en plus utilisées. Les forts phénomènes de localisation des déformations lors d'essais de traction superélastique remettent en cause l'utilisation de cet essai pour bâtir des lois de comportement, alors que d'autres essais comme la torsion et le cisaillement apparaissent comme plus homogènes.Ce travail de thèse est dédié à l'analyse des mécanismes de déformation des AMF NiTi. Les comportements homogènes et localisés ont été étudiés en fonction des géométries d'échantillons, des types de sollicitations et des conditions d'essais. L'originalité de cette étude est d'utiliser deux méthodes de mesures de champs : (i) la corrélation d'images afin d'obtenir les champs cinématiques et d'observer les localisations de déformation ; (ii) la thermographie infrarouge pour mesurer les champs de température et analyser les phénomènes de changement de phase. Afin d'utiliser ces techniques simultanément, des outils de recalage spatial et temporel des données ainsi que des techniques d'estimation de sources de chaleur ont été développés. Lors d'essais superélastiques, cette étude a permis d'une part de mettre en évidence la présence de changement(s) de phase homogène en début de charge et de décharge, d'autre part de caractériser de manière quantitative les différentes morphologies de localisation. Les outils développés sont une première tentative pour disposer, à l'issue de ce travail, d'une DSC locale sous chargements mécaniques