Caractérisation par l'image des écoulements plastiques extrêmes sous chargements dynamiques – IChar

La super-plasticité se manifeste, dans des métaux à micro-structure fine, par une remarquable élongation à rupture (>400%). Ce type d’écoulement plastique extrême peut être à la fois hautement bénéfique pour des applications de mise en forme, mais aussi dramatique si la présence de défauts couplée aux mécanismes de super-plasticité stimulent l'émergence d’instabilités plastiques. Lorsque les métaux sont déformés à très haute vitesse, e.g. lors de chocs ou de procédés dynamiques tels que le magnéto soudage ou formage, les couplages thermo-mécaniques forts induisent des reconfigurations dynamiques de la micro-structure (raffinement / croissance) stimulant ainsi, de manière non-monotone, l’émergence ou non de ce type d’écoulement. Il n'existe aujourd’hui, pas de consensus scientifique concernant les mécanismes véritablement à l'œuvre à l'échelle des grains, leur chronologie ou le rôle exact de la température. Le projet vise donc à développer une technique de caractérisation innovante par mesure de champs capable de sonder uniquement par l’image l’ensemble des champs thermo-mécaniques et l'évolution de la microstructure lors de chargements dynamiques sévères. Nous allons pour cela développer 2 outils uniques : 1) la corrélation d'images numériques en microscopie à haute résolution et très haute cadence d'acquisition, pour capturer la déformation du matériau avec des résolutions spatio-temporelles de l’ordre de 10µm et 250ns, et 2) une méthode inverse dites Data-Driven dans une variante dynamique, pour identifier les champs de tenseur des contraintes locaux à partir de mesures d’accélérations et de lois de conservation. Les résultats attendus nous aideront à développer des modèles physiques plus robustes pour, e.g. mieux simuler et développer des procédés de mise en forme et d’assemblage innovants, alliant grande vitesse et faible consommation d'énergie, et mieux prédire l’émergence d’instabilités plastiques dynamiques, donc la ruine des structures.