Experimental study and modelisation of the viscoplastic behavior of pure titanium at high strain rate

L'objet de cette thèse est le développement d'un modèle de loi de comportement viscoplastique pour le titane-alpha, qui se base sur l'évolution de la microstructure. Afin d'établir le cadre de l'étude et d'isoler les variables que nous utilisons par la suite, nous commençons par présenter les phénomènes qui sont généralement observés lors de la déformation plastique. Le premier problème qui se pose lors de l'établissement d'une loi de comportement est le choix des variables internes (comme la densité de dislocations et la présence des macles). Celles-ci doivent être indépendantes et représentatives des phénomènes que l'on veut modéliser. De plus, elles doivent être opérationnelles, c'est-à-dire que l'on peut effectivement mesurer leur valeur expérimentale, de préférence simplement, sinon directement. La première partie expérimentale comprend la mise au point d'un dispositif de compression et une série d'essais mécaniques sur le titane pure. La méthode expérimentale adoptée pour nos essais est l'impact direct. Cette méthode complétement originale consiste en un impact direct du projectile à bout plat, propulsé par un canon à gaz, sur l'éprouvette. Ce dispositif permet d'atteindre de très hautes vitesses de déformation (5 10 4 s - 1) et de choisir à l'avance la vitesse d'impact du projectile. La seconde partie consiste en la reformulation d'un modèle à partir de considérations sur les mécanismes physiques et la restitution de phénomènes liés à l'histoire du chargementThe object of this thesis is the development of a model of viscoplastic behavior for titanium-alpha, which is based on the evolution of the microstructure. In order to establish the framework of the study and to isolate the variables which we use thereafter, we start by presenting the phenomena which are generally observed at the time of the plastic deformation. The first difficulty which arises during the stablishment of behavior is the choice of the internal variables (like the density of dislocations and the presence of the twins). Those must be independant and representative of the phenomena which one wants to model. Moreover, they must be operational, i.e. that one can measure their experimental value indeed, preferably simply, if not directly. The first experimental part includes the development of a device of compression and a series of mechanical tests on titanium pure. The experimental method adopted for our tests is the direct impact. This completely original method consists of a direct impact of the projectile with flat end, propelled by a gas gun, on the test-tube. This device makes it possible to reach very high speeds of deformation (~ 5x10(4) s-1) and to choose in advance the impact speed of the projectile. The second part consists of the reformulation of a model starting from considerations on the physical mechanisms and the restitution of phenomena related to the history of the loadin