Modèle physique de la plasticité d'un cristal métallique CFC soumis à des chargements alternés :<br />Contribution à la définition d'une modélisation multiéchelles de la mise en forme des métaux.

This work is realised in the perspective to contribute to the development of physical based models of plastic deformation that are intended to be used in numerical simulations of FCC metals forming operations. In this purpose, we propose a micromechanical modelling making use of micro structural variables such as dislocation densities and their distributions on each slip system. Physical models of isotropic and kinematics work hardening are proposed in order to simulate alternated (cyclic) loads. In addition to define particular model of metal behaviour, this work presents various steps that lead to use it in a macroscopic numerical simulation. This consists in the definition of experimental procedure which provides necessary data to validate the model. This experimental procedure makes use of Digital Image Correlation (DIC) and Infrared (IR) images processing to measure simultaneously heterogeneous displacements and temperature fields at the samples surface. Physical based model is then implemented in a commercial finite element code “ABAQUS” in order to simulate complex boundary conditions which can be found in metal forming operation. In spite of the fact that the modelling of such boundary conditions is not realised in this work, this model presents high potential to make it.Les opérations de mise en forme (particulièrement l'emboutissage) font subir au métal des chargements alternés avec de grandes amplitudes de déformation, le plus souvent suivis de changements de trajets. Une simulation numérique de ces opérations nécessite l'utilisation d'un modèle du comportement qui puisse rendre compte efficacement des trajets de chargements complexes. Cette thèse est une contribution à l'établissement d'un modèle de comportement plastique destiné à être utilisé pour la simulation numérique des opérations de mise en forme. Le parti a été pris de recourir à un modèle micromécanique dont les variables sont des paramètres micro-structuraux intrinsèques comme les densités de dislocations et leurs distributions sur chaque système de glissement. Le modèle traite des chargements alternés dans un cadre physique unifié défini pour l'ensemble des équations constitutives décrivant l'écrouissage. Au-delà de l'intérêt de définir un modèle particulier, ce travail apporte une contribution à la mise en œuvre des différentes étapes qui doivent conduire à son utilisation dans une simulation numérique macroscopique. Il s'agit de définir un protocole reproductible, plutôt indépendant du modèle considéré et exploitable pour d'autres modélisations. En particulier, des protocoles expérimentaux sont définis pour produire des données dans des conditions reproductibles. Des moyens de caractérisation récents comme l'analyse d'images dans les domaines visible et infrarouge sont utilisés pour étudier la réponse expérimentale thermomécanique de différents échantillons à caractère fortement cristallin. Ensuite, l'implantation du modèle dans un code éléments finis commercial permet d'envisager des simulations complexes qui, si elles ne s'adressent pas actuellement à des opérations d'emboutissage, comportent toutefois les ingrédients pour les traiter. Ce travail, à l'interface de nombreux champs disciplinaires, apporte donc une contribution au développement des modèles de comportement plastique des matériaux métalliques qui porte sur l'ensemble des briques nécessaires au développement de simulations numériques utilisant des modèles à caractère physique