Développement, application et validation d'une approche Multi échelles incluant les effets de longueurs internes – CATSIZE

Tant d'un point de vue industriel que scientifique, il existe un réel besoin de fournir des outils de modélisation nécessaires à la la prédiction du comportement mécanique des alliages métalliques à partir des paramètres microstructuraux (fraction volumique, taille absolue des différents constituants, orientations cristallographiques etc). Les enjeux du projet en termes d'applications sont chez ARCELOR l'optimisation des microstructures d'aciers et le développement de nouvelles microstructures aptes à répondre aux propriétés fonctionnelles souhaitées (aciers à tailles de grains fines et aciers à tailles de seconde phase optimales) et chez EDF l'étude par une approche micromécanique du comportement et de la rupture des aciers de cuve (dans la continuité du projet européen PERFECT). - Les difficultés proviennent du fait que la résolution des objectifs énoncés est résolument multi-échelle. Jusqu'à aujourd'hui, on répertorie différentes approches de modélisation théorique et numérique candidates pour aborder ce problème en trois familles principales (Dynamique discrète des dislocations, Milieux Continus Généralisés, Transition d'échelle micro-macro). - Actuellement, aucune approche seule et isolée ne permet de répondre à ce cahier des charges. C'est pourquoi le projet exige la collaboration concertées de différents acteurs qui développent et portent chacune de ces grandes familles de modélisations. Ainsi, il apparaît aujourd'hui pertinent scientifiquement et utile du point de vue industriel de proposer une nouvelle approche dont l'objectif est d'optimiser la finesse des prédictions (effet de taille) et une manipulabilité opérationnelle permettant son application jusqu'aux cas complexes industriels. Dans ce cadre, le LPMM et ARCELOR ont récemment initié une première approche adaptée à l'objectif énoncé et répondant aux besoins recensés des différents partenaires industriels du projet (ARCELOR et EDF). Cette approche repose sur une méthode originale d'introduction de dislocations géométriquement nécessaires (présentes dans un voisinage du joint de grain défini par une longueur interne « physique » où apparait de forts gradients de déformation). Les premiers résultats traduisent un effet de taille de grains. Cette première approche repose sur l'hypothèse de champs moyens mais contenant une longueur caractéristique. Cette approche sera baptisée dans ce projet: Approche à Champs Moyens à Longueur(s) Interne(s) (ACMLI). Bien que très prometteuse, cette modélisation émergente nécessite une phase de validation de ses hypothèses et de ses prévisions. Il apparaît alors judicieux d'utiliser en parallèle les approches plus fines mais plus lourdes comme la DDD développé au SIMAP et les Milieux Continus Généralisés mise en œuvre aux Mines de Paris pour une validation comparative afin de s'assurer de la pertinence des hypothèses et des sorties aux différentes échelles. - ...