– ELISE

Les contraintes environnementales et économiques conduisent à une réduction constante du poids des échangeurs automobiles et donc de l'épaisseur des matériaux engagées. De plus, les normes d'émission augmentent considérablement les contraintes en fonctionnement. Suite à ces contraintes, des conditions critiques sont atteintes pour l'utilisation des alliages d'aluminium. Il est donc primordial d'optimiser la conception des échangeurs avec des outils de simulation permettant un développement rapide et peu consommateur en essais et prototypes coûteux. - Le mode de défaillance des échangeurs est principalement dû au choc thermique engendré par des dilatations thermiques différentielles transitoires entre les différents composants de l'échangeur. Le choc thermique induit une fatigue oligocyclique de l'ordre de 1000 cycles sur des composants d'épaisseur fine. De plus, les procédés de fabrication des échangeurs (brasage) et de production des tôles minces d'aluminium ont un impact important sur la structure des alliages d'aluminium. Il est alors nécessaire de prendre en compte la structure granulaire ou subgranulaire de l'aluminium pour la détermination des mécanismes d'endommagement en fatigue et des propriétés mécaniques. - - La première étape du projet est de définir précisément le lien entre les procédés de fabrication de l'échangeur et des feuilles d'aluminium ainsi que la composition des alliages et leur microstructure. - En parallèle, des mesures expérimentales ainsi que l'amélioration de la méthodologie de simulation globale de l'échangeur permettront de définir avec précision les conditions de chargement des échangeurs. Un moyen d'essai expérimental sera également mis au point afin de permettre des mesures locales précises de contraintes et de propriétés mécaniques ainsi que la réalisation d'échantillons à endommagement contrôlé. - Le lien entre les conditions de chargement et les propriétés mécaniques des alliages d'aluminium permettra de définir des lois de comportement thermomécanique et métallurgique tenant compte de l'hétérogénéité de l'assemblage de l'échangeur et des propriétés de la microstructure. - Ensuite, sera établit un critère de fatigue oligocyclique des épaisseurs minces d'aluminium brasé qui sera introduit dans le modèle de simulation de la durabilité de l'échangeur. - - Au terme de ce projet, la maîtrise de la microstructure et le lien avec le comportement en fatigue permettra la définition de nouveaux alliages d'aluminium plus performants. Elle permettra également l'optimisation des procédés d'élaboration des feuilles d'aluminium et de fabrication des échangeurs afin d'améliorer la résistance en fatigue de ces derniers. - En outre, à l'aide du modèle de simulation, il sera possible de prédire la durée de vie de l'échangeur en tenant compte des contraintes de chargement précises, de l'hétérogénéité de la structure, de l'historique de fabrication ainsi que de l'interaction entre la microstructure et l'endommagement en fatigue. - ...