Étude numérique de l'influence des propriétés microstructurales et de la rugosité de surface sur la localisation des champs mécaniques locaux dans les polycristaux

National audienceLe phénomène de fatigue, dans le cas des alliages métalliques, peut conduire à l'apparition de fissures courtes en surface des composants industriels. L'évolution de ce type de fissures dans les polycristaux est grandement influencé par la microstructure locale, notamment l'orientation des grains et les joints de grains. Ce constat amène depuis quelques années à étudier le comportement de ces fissures à l'échelle mésoscopique (du grain à l'agrégat polycristallin) afin de quantifier l'effet des paramètres microstructuraux locaux. En parallèle, les procédés industriels induisent sur les pièces mécaniques un état de surface, caractérisé entre autres par une rugosité, un écrouissage local et des contraintes résiduelles. Bien qu'intuiter le fait que chacun de ces paramètres influera sur la durée de vie en fatigue, quantifier leur effet aux différentes échelles microstructurales nécessite une analyse systématique pour chaque paramètre. Le travail présenté vise à caractériser l'influence de la rugosité, de manière isolée, sur la distribution des champs mécaniques locaux dans un polycristal. Il s'agit également de mettre en regard l'échelle de la rugosité avec celle de la microstructure, comme par exemple la taille de grain. Des calculs d'agrégats polycristallins, comportant différentes rugosités de surface, sont effectués avec un modèle de plasticité cristalline. L'analyse des résultats montre que la rugosité de surface perturbe les champs sur une couche critique, dont la profondeur est liée à la taille de grain