Soutenance de thèse : Pedro DAMAS RESENDE

Analyse in situ multimodale de la plasticité et de l’endommagement dans un superalliage à base de nickel

Doctorant : Pedro DAMAS RESENDE

Laboratoire INSA : MATEIS - Matériaux Ingénierie et Sciences
École doctorale : n°34 ML - Matériaux

L’alliage 718, un superalliage à base de nickel, est largement utilisé dans des environnements extrêmes tels que les moteurs d’avion et les réacteurs nucléaires en raison de son excellente résistance mécanique et à la corrosion. Cependant, dans les conditions typiques des réacteurs (environ 350◦ C, haute pression, milieu oxydant et irradiation), il peut devenir vulnérable à la fissuration par corrosion sous contrainte (SCC), un mécanisme de dégradation favorisé par l’interaction entre les contraintes mécaniques et le milieu chimique. Un phénomène similaire, l’oxydation intergranulaire assistée par contrainte (OIAC), se manifeste à des températures plus élevées (environ 650◦C) et à faibles vitesses de déformation, en atmosphère d’air. Ces deux mécanismes favorisent la propagation des fissures le long des joints de grains via des processus de dégradation assistés par l’oxydation. Cette étude propose l’utilisation combinée de la tomographie par contraste de diffraction (DCT) et de la tomographie par contraste de phase (PCT) pour étudier la SCC et la OIAC dans l’alliage 718. Des essais de traction in-situ, couplés à la corrélation volumique numérique (DVC), ont permis de suivre l’évolution des champs de déformation internes et la formation de fissures à température ambiante et élevée. Pour améliorer la qualité des reconstructions PCT et permettre la cartographie des déformations à l’échelle du grain, une chaîne de traitement des données a été développée, intégrant l’alignement des projections, une normalisation robuste du champ plat, et la suppression des artéfacts en anneau. Les résultats révèlent une localisation précoce des déformations à proximité des joints de grains, l’activité de bandes de glissement, ainsi que la nucléation et la croissance des fissures, en lien avec les caractéristiques microstructurales. Cette approche intégrée constitue un outil essentiel pour de futures études combinant caractérisation expérimentale et simulations numériques. Ces travaux visent à développer un jumeau numérique du matériau, dans le but ultime d’améliorer les capacités prédictives des modèles décrivant l’évolution des endommagements intergranulaires dans ce complexe alliage d’importance industrielle.