Identification et modélisation des phénomènes thermomécaniques mis en jeu lors du perçage à sec de l’Inconel 718

In the current industrial context, aerospace players seek to achieve a high level of performance for the mechanical resistance of critical components, while reducing production costs. This industry was one of the first to consider the control of manufacturing processes as a privileged axis of its research, since the consequences of in-service fatigue failure can be economically and humanly disastrous. Among the various existing processes, machining still represents a large part of the manufactured critical components obtained by roughing and finishing operations. Drilling remains the most common machining operation used in industry, but also one of the least studied due to the machined geometrical shape. Indeed, the creation of cylindrical holes prevents direct observation of the cutting mechanisms, making it difficult to study the thermomechanical phenomena involved in the drilled hole. In an industrial environment, dry drilling operation is very detrimental to the tool and the material because it results in a significant lack of lubrication, caused by a machining hazard. In this configuration, heat transfers play a crucial role in the generation of residual stresses. The development of an original experimental and numerical strategy made it possible to identify and modeling the thermomechanical phenomena involved in dry drilling of Inconel 718. Thus, residual stresses induced in the hole could be modeled and compared to XRD analyses.Dans le contexte industriel actuel, les acteurs du secteur aéronautique et spatial cherchent à atteindre un haut niveau de performance pour la tenue en fatigue de pièces jugées critiques, tout en réduisant les dépenses associées à leur production. Cette industrie a été l’une des premières à faire de la maîtrise des procédés de fabrication un axe privilégié de sa recherche, car les conséquences de la rupture d’un composant en service peuvent être désastreuses, tant sur le plan économique que sur le plan humain. Parmi les différents procédés existants, l’usinage représente encore aujourd’hui une grande part dans la fabrication des pièces critiques en ébauche et en finition. À ce jour, le perçage demeure l’opération d’usinage la plus répandue dans l’industrie, mais reste une des moins étudiées en raison de la forme géométrique réalisée. En effet, la création de trous cylindriques empêche toute observation directe des mécanismes de coupe, rendant très complexe l’étude des phénomènes thermomécaniques mis en jeu à l’échelle du trou percé. En contexte industriel, l’opération de perçage à sec est d’autant plus pénalisante pour l’outil et la matière puisqu’elle résulte d’une absence significative de lubrification, causée par un aléa d’usinage. Dans une telle configuration, les transferts de chaleur jouent un rôle déterminant dans la génération des contraintes résiduelles. Le développement d’une stratégie originale, expérimentale et numérique, a permis d’identifier et de modéliser les phénomènes thermomécaniques mis en jeu lors du perçage à sec de l’Inconel 718. Ainsi, les contraintes résiduelles induites au niveau de la surface du trou ont pu être modélisées et confrontées à des analyses expérimentales par DRX