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The steel manufacturers develop nowadays high strength steels as CP800 grade for automotive applications for the purpose of lightening vehicles. Such steels are strongly sensitive from the fatigue behaviour point of view to the surface defects generated by metal forming or cutting of steel sheets. Surface defects of different types and sizes were machined by electroerosion on CP800 specimens so that they are similar to the surface defects observed on steel sheets after stamping or cutting. The present study deals with the numerical and the experimental fatigue behaviour simulation of these specimens.The defect influence modelisation about the steel fatigue behaviour uses either the critical plane approach or the integral approach in multiaxial fatigue.The stress gradient influence contributes also to the fatigue life prediction of the defective simples.The numerical simulation aims to assess stress states and stress gradient fields within the tested specimens in the vicinity of their own surface defects. Accounting for stress gradients strongly improves the ability of multiaxial fatigue criteria to accurately predict the actual fatigue resistance of defective specimens. It shows also that multiaxial criteria have to be calibrated over fatigue test results with high stress gradients to properly predict the fatigue behaviour of high strength steel with surface small defect., L’innovation de l’industrie métallurgique des aciers pour le secteur automobile passe par la fabrication de nuances d’acier à haute résistance telle que le grade CP800. Les nuances d’acier sont très sensibles, du point de vue de leur comportement en fatigue, à la présence d’un défaut de surface comme ceux générés par la mise en forme des pièces ou par la découpe des tôles. Des défauts de plusieurs types et de différentes tailles, similaires à ceux rencontrés lors du poinçonnage ou de l’emboutissage des tôles, ont été reproduits par électroérosion sur des éprouvettes de la nuance d’acier CP800. Ces éprouvettes font l’objet de notre étude en fatigue sur les plans numérique et expérimental. La modélisation de l’influence de ces défauts en fatigue utilise les deux approches globale et de type plan critique de la fatigue multiaxiale, et avec prise en compte du gradient des contraintes.La simulation numérique vise à établir les champs des contraintes et leurs gradients au voisinage des défauts analysés expérimentalement. La prise en compte des gradients des contraintes permet aux critères de fatigue multiaxiaux une prévision du comportement réel en fatigue beaucoup plus juste de cette nuance d’acier en présence de défauts de surface. Prendre en compte l’influence du gradient de contrainte est indispensable pour une prévision correcte de la limite de fatigue du matériau à haute résistance en présence d’un défaut de petite taille.

National audience; Nous avons développé un logiciel qui permet de détecter et caractériser des défauts par analyse des nuages de points 3D fournis par un scanner. Ce logiciel a été développé dans le cadre du contrôle de l’état de surface d’un fuselage avion. Il pourrait être utilisé pour d’autres applications comme par exemple la détection de défauts à la surface d’une carrosserie automobile.; We have developed a software for the detection and characterisation of defects based on the analysis of 3D point clouds provided by a scanner. This software has been developed within an industrial application dealing with the control of an aircraft fuselage surface. It could be also used for other applications like the detection of defects on a car body surface.

This study is part of the DEFISURF project, with the goal of analysing and modelling the various effects of the surface on the fatigue strength of forged components. Two components are studied: a cold-extruded specimen and a connecting rod which is hot-forged and then cleaned by shot-blasting. For each component, different batches are studied in order to quantify the effects of the process on the mechanical characteristics and the fatigue behaviour. Two different reduction of sections are used for the cold-extruded specimens and shot-peening is used to obtain various surface states for the connecting rods.The various batches are thoroughly characterised and fatigue tests are performed. Traction, torsion and plane-bending tests are conducted on the cold-extruded specimens. Fatigue specimens are machined from the central part of the connecting rods and loaded in plane-bending.For cold-extrusion, the parameters with the most influence in fatigue are the prestrain induced during forging and the residual stresses. In hot-forging, the surface defects produced during forging and the residual stresses induced by the shot-blasting have the most influence.For each component, a fatigue model is suggested. For the cold-extruded specimens, a multiaxial fatigue criterion is used to take into account the various fatigue loadings and the effect of the residual stresses. Two approaches are used for the connecting rods. The first is a geometrical analysis of the defect which approximates them with an ellipsoid. The second approach uses finite element simulations of the critical defects. The shot-peening residual stresses are integrated in the simulations with a multiaxial criterion. These simulations predict the fatigue limit of the specimens with an error of around 15%.; Cette étude fait partie du projet ANR DEFISURF, avec pour objectif d'identifier et de modéliser les divers effets de la surface sur la tenue en fatigue de composants forgés. Deux composants sont étudiés: une éprouvette extrudée à froid et une bielle estampée à chaud et nettoyée de sa calamine par grenaillage (shot-blasting). Pour chaque composant, différents lots sont étudiés afin de quantifier l'effet des procédés sur les caractéristiques mécaniques et sur le comportement en fatigue. Deux taux de corroyage différents sont utilisés pour l'extrusion à froid. Pour les bielles, différents grenaillages sont réalisés pour obtenir divers états de surface.Les différents lots sont caractérisés de façon approfondie et des essais de fatigue sont effectués. Des essais de fatigue en traction, torsion et flexion plane sont réalisés sur les éprouvettes extrudées. Des éprouvettes de fatigue sont prélevées dans l'âme des bielles et sollicitées en flexion plane.En extrusion à froid, les aspects les plus influents en fatigue sont la prédéformation subie lors de la mise en forme (taux de corroyage) et les contraintes résiduelles. En forgeage à chaud, ce sont les défauts de forgeage en surface et les contraintes résiduelles introduites par le grenaillage qui ont le plus d'influence.Une modélisation en fatigue est proposée pour chaque composant. Pour l'extrusion, un critère de fatigue multiaxial permet de prendre en compte les différents types de chargement ainsi que l'effet des contraintes résiduelles. Pour les bielles deux approches sont utilisées. La première est une analyse de la géométrie des défauts qui utilise un demi-ellipsoïde pour approximer leur forme. La deuxième approche est une simulation numérique par éléments finis des défauts critiques. Les contraintes résiduelles sont intégrées dans les simulations avec un critère multiaxial. Les simulations permettent de retrouver les résultats expérimentaux avec une erreur d'environ 15%.

In France, nickel base alloys, such as alloy 600 and alloy 690, are the materials constituting steam generators (SG) tubes of pressurized water reactors (PWR). The generalized corrosion resulting from the interaction between these alloys and the PWR primary media leads, on the one hand, to the formation of a thin protective oxide scale (circa 10 nm), and on the other hand, to the release of cations in the primary circuit, which entails an increase of the global radioactivity of this circuit. The goal of this work is to supply some new comprehension elements about nickel base alloys corrosion phenomena in PWR primary media, taking up with underlining the effects of metallurgical and physico-chemical parameters on the nature and the growth mechanisms of the protective oxide scale. In this context, the passive film formed during the exposition of alloys 600, 690 and Ni-30Cr, in conditions simulating the PWR primary media, has been analyzed by a set of characterization techniques (SEM, TEM, PEC and MPEC, XPS). The coupling of these methods leads to a fine description, in terms of nature and structure, of the multilayered oxide forming during the exposition of nickel base alloys in primary media. Thus, the protective part of the oxide scale is composed of a continuous layer of iron and nickel mixed chromite, and Cr2O3 nodules dispersed at the alloy / mixed chromite interface. The study of protective scale growth mechanisms by tracers and markers experiments reveals that the formation of the mixed chromite is the consequence of an anionic mechanism, resulting from short circuits like grain boundaries diffusion. Besides, the impact of alloy surface defects has also been studied, underlining a double effect of this parameter, which influences the short circuits diffusion density in oxide and the formation rate of Cr2O3 nodules. The sum of these results leads to suggest a description of the nickel base alloys corrosion mechanisms in PWR primary media and to tackle some kinetic aspects which can constitute reflection elements with a view to develop a complete modelization of this corrosion phenomenon.; Les alliages à base nickel, et plus précisément les alliages 600 et 690, sont, en France, les matériaux constitutifs des tubes de générateurs de vapeur (GV) des réacteurs à eau pressurisée (REP). La corrosion généralisée résultant de l'interaction entre ces alliages et le milieu primaire des REP conduit, d'une part, à la formation d'une fine couche passive (environ 10 nm) de produits de corrosion, mais également à la dissolution de cations dans le circuit primaire, ces derniers constituant la principale source de contamination de ce circuit. L'objectif de ces travaux est d'apporter de nouveaux éléments de compréhension des phénomènes de corrosion des alliages à base nickel en milieu de type primaire, en s'attachant à décrire l'influence de paramètres métallurgiques ou physico-chimiques, sur la nature et les mécanismes de croissance de la couche d'oxyde protectrice. Dans ce contexte, le film passif formé lors de l'exposition des alliages 600, 690 et Ni-30Cr, dans des conditions simulant le milieu primaire des REP, a été analysé par plusieurs techniques de caractérisation (MEB, MET, PEC et MPEC, XPS). Le couplage de ces méthodes a permis d'obtenir une description fine, en termes de nature et de structure, de l'oxyde multicouche se formant à la surface des alliages à base nickel en milieu de type primaire. Ainsi, la part protectrice de cette couche d'oxyde est constituée d'une couche continue de chromite mixte de nickel et de fer et de nodules de Cr2O3 dispersés à l'interface entre le chromite mixte et l'alliage. L'étude des mécanismes de croissance de la couche protectrice notamment à partir d'expériences mettant en œuvre des marqueurs et des traceurs, a permis de conclure à une croissance de la couche de chromite mixte résultant d'une diffusion anionique, via des courts-circuits de diffusion de type joints de grains. De plus, l'impact du taux de défauts en surface de l'alliage a également été étudié, mettant en évidence un effet double de ce paramètre, qui influence à la fois la densité de courts-circuits de diffusion au sein de l'oxyde mais également la vitesse de formation des nodules de Cr2O3. L'ensemble de ces résultats permet de proposer un mécanisme de corrosion des alliages à base nickel en milieu de type primaire et d'aborder quelques aspects cinétiques susceptibles de constituer des éléments de réflexion en vue du développement d'une modélisation complète de ce phénomène de corrosion.

In France, nickel base alloys, such as alloy 600 and alloy 690, are the materials constituting steam generators (SG) tubes of pressurized water reactors (PWR). The generalized corrosion resulting from the interaction between these alloys and the PWR primary media leads, on the one hand, to the formation of a thin protective oxide scale (circa 10 nm), and on the other hand, to the release of cations in the primary circuit, which entails an increase of the global radioactivity of this circuit. The goal of this work is to supply some new comprehension elements about nickel base alloys corrosion phenomena in PWR primary media, taking up with underlining the effects of metallurgical and physico-chemical parameters on the nature and the growth mechanisms of the protective oxide scale. In this context, the passive film formed during the exposition of alloys 600, 690 and Ni-30Cr, in conditions simulating the PWR primary media, has been analyzed by a set of characterization techniques (SEM, TEM, PEC and MPEC, XPS). The coupling of these methods leads to a fine description, in terms of nature and structure, of the multilayered oxide forming during the exposition of nickel base alloys in primary media. Thus, the protective part of the oxide scale is composed of a continuous layer of iron and nickel mixed chromite, and Cr2O3 nodules dispersed at the alloy / mixed chromite interface. The study of protective scale growth mechanisms by tracers and markers experiments reveals that the formation of the mixed chromite is the consequence of an anionic mechanism, resulting from short circuits like grain boundaries diffusion. Besides, the impact of alloy surface defects has also been studied, underlining a double effect of this parameter, which influences the short circuits diffusion density in oxide and the formation rate of Cr2O3 nodules. The sum of these results leads to suggest a description of the nickel base alloys corrosion mechanisms in PWR primary media and to tackle some kinetic aspects which can constitute reflection elements with a view to develop a complete modelization of this corrosion phenomenon.; Les alliages à base nickel, et plus précisément les alliages 600 et 690, sont, en France, les matériaux constitutifs des tubes de générateurs de vapeur (GV) des réacteurs à eau pressurisée (REP). La corrosion généralisée résultant de l'interaction entre ces alliages et le milieu primaire des REP conduit, d'une part, à la formation d'une fine couche passive (environ 10 nm) de produits de corrosion, mais également à la dissolution de cations dans le circuit primaire, ces derniers constituant la principale source de contamination de ce circuit. L'objectif de ces travaux est d'apporter de nouveaux éléments de compréhension des phénomènes de corrosion des alliages à base nickel en milieu de type primaire, en s'attachant à décrire l'influence de paramètres métallurgiques ou physico-chimiques, sur la nature et les mécanismes de croissance de la couche d'oxyde protectrice. Dans ce contexte, le film passif formé lors de l'exposition des alliages 600, 690 et Ni-30Cr, dans des conditions simulant le milieu primaire des REP, a été analysé par plusieurs techniques de caractérisation (MEB, MET, PEC et MPEC, XPS). Le couplage de ces méthodes a permis d'obtenir une description fine, en termes de nature et de structure, de l'oxyde multicouche se formant à la surface des alliages à base nickel en milieu de type primaire. Ainsi, la part protectrice de cette couche d'oxyde est constituée d'une couche continue de chromite mixte de nickel et de fer et de nodules de Cr2O3 dispersés à l'interface entre le chromite mixte et l'alliage. L'étude des mécanismes de croissance de la couche protectrice notamment à partir d'expériences mettant en œuvre des marqueurs et des traceurs, a permis de conclure à une croissance de la couche de chromite mixte résultant d'une diffusion anionique, via des courts-circuits de diffusion de type joints de grains. De plus, l'impact du taux de défauts en surface de l'alliage a également été étudié, mettant en évidence un effet double de ce paramètre, qui influence à la fois la densité de courts-circuits de diffusion au sein de l'oxyde mais également la vitesse de formation des nodules de Cr2O3. L'ensemble de ces résultats permet de proposer un mécanisme de corrosion des alliages à base nickel en milieu de type primaire et d'aborder quelques aspects cinétiques susceptibles de constituer des éléments de réflexion en vue du développement d'une modélisation complète de ce phénomène de corrosion.

In polyamide 12 tube extrusion, calibration - or sizing - is the key step that affects subsequent mechanical properties. In external calibration, the extruded tube is pulled through a cylindrical calibrator located in a water tank under vacuum. The level of vacuum (DP) is adjustable. A water flow rate (DSU) is applied at the calibrator inner side creating a lubricant water layer at the polymer outer surface. Influence of calibration is twofold. Since it combines a quenching and a mechanical drawing of the tube external surface, high molecular orientation is generated in this zone. Simultaneously, the surface state of the tube can be affected by local catching to the calibrator surface. On-line video recording and lubricating water layer thickness measurements have been carried out to monitor the lubrication dependence of the polymer drawing kinematics. We have shown quantitatively that increasing the water layer thickness leads to a diminution of the draw ratio in calibrator, DrCAL (ratio between line velocity and velocity at the calibrator entrance). Lubrication and surface state have been correlated through microtopography. Tube molecular orientation was characterized by X-ray diffraction, light microscopy and birefringence measurements. Excellent correlation has been found between tube superficial crystalline orientation (DnSKIN) and DrCAL: a reduced elongation of the polymer in the calibrator leads to less superficial orientation. A thermomechanical model was also used to predict temperatures in the tube thickness and to show how drawing forces, concentrated at the external skin during the crystallization, lead to orientation. Besides, elongation at break has been found to strongly depend on DnSKIN and on the surface defects resulting from calibration. By showing the relationships between process parameters, tube structure, and mechanical properties, this study enables us now to fit the calibration parameters to improve lubrication and reduce the draw ratio in calibrator, in order to obtain strongly better properties.; Dans le procédé d'extrusion de tubes en polyamide 12, l'étape de calibration a une influence prépondérante sur les propriétés mécaniques résultantes. Lors de la calibration, le polymère fondu est tiré à travers un manchon cylindrique (calibre) situé dans un bac à eau sous vide. Le niveau de vide (dépression DP) est ajustable. Un débit d'eau (débit de suintement DSU) est appliqué à l'entrée du calibre et permet la formation d'un film d'eau qui lubrifie le contact tube/calibre. La calibration combine une trempe et un étirage des couches extérieures du tube, ce qui conduit à une orientation moléculaire importante dans cette zone (zone de peau). Par ailleurs, l'état de surface du tube est défini par les conditions de contact entre tube et calibre. La vitesse du polymère en entrée de calibre et l'épaisseur du film d'eau entre tube et calibre ont été mesurées. Nous avons ainsi montré qu'augmenter la lubrification dans le calibre amène à une diminution du taux d'étirage dans le calibre, taux noté DrCAL (rapport entre la vitesse de ligne et la vitesse en entrée de calibre). Niveau de lubrification et état de surface ont été corrélés par rugosimétrie. Par ailleurs, l'orientation des couches externes a été évaluée par des mesures de biréfringence. Une corrélation nette a été montrée entre la biréfringence en peau (DnPEAU) et DrCAL: réduire DrCAL conduit à une orientation plus faible en surface. Une modélisation thermomécanique a permis de déterminer la carte de température au cours du refroidissement, et de montrer de quelle manière les forces d'étirage se concentrent en peau lors de la cristallisation et génèrent des contraintes à l'origine de l'orientation dans le produit final. Enfin, DnPEAU et l'état de surface ont été reliés aux propriétés mécaniques: l'allongement à la rupture augmente lorsque l'orientation diminue et que le nombre de défauts de surface est limité. Connaissant les relations entre les paramètres du procédé, la structure des tubes, et les propriétés mécaniques, il est à présent possible d'adapter les paramètres de calibration de façon à augmenter le niveau de lubrification au sein du calibre et à réduire le taux d'étirage dans le calibre pour améliorer systématiquement les propriétés mécaniques résultantes.

In polyamide 12 tube extrusion, calibration - or sizing - is the key step that affects subsequent mechanical properties. In external calibration, the extruded tube is pulled through a cylindrical calibrator located in a water tank under vacuum. The level of vacuum (DP) is adjustable. A water flow rate (DSU) is applied at the calibrator inner side creating a lubricant water layer at the polymer outer surface. Influence of calibration is twofold. Since it combines a quenching and a mechanical drawing of the tube external surface, high molecular orientation is generated in this zone. Simultaneously, the surface state of the tube can be affected by local catching to the calibrator surface. On-line video recording and lubricating water layer thickness measurements have been carried out to monitor the lubrication dependence of the polymer drawing kinematics. We have shown quantitatively that increasing the water layer thickness leads to a diminution of the draw ratio in calibrator, DrCAL (ratio between line velocity and velocity at the calibrator entrance). Lubrication and surface state have been correlated through microtopography. Tube molecular orientation was characterized by X-ray diffraction, light microscopy and birefringence measurements. Excellent correlation has been found between tube superficial crystalline orientation (DnSKIN) and DrCAL: a reduced elongation of the polymer in the calibrator leads to less superficial orientation. A thermomechanical model was also used to predict temperatures in the tube thickness and to show how drawing forces, concentrated at the external skin during the crystallization, lead to orientation. Besides, elongation at break has been found to strongly depend on DnSKIN and on the surface defects resulting from calibration. By showing the relationships between process parameters, tube structure, and mechanical properties, this study enables us now to fit the calibration parameters to improve lubrication and reduce the draw ratio in calibrator, in order to obtain strongly better properties.; Dans le procédé d'extrusion de tubes en polyamide 12, l'étape de calibration a une influence prépondérante sur les propriétés mécaniques résultantes. Lors de la calibration, le polymère fondu est tiré à travers un manchon cylindrique (calibre) situé dans un bac à eau sous vide. Le niveau de vide (dépression DP) est ajustable. Un débit d'eau (débit de suintement DSU) est appliqué à l'entrée du calibre et permet la formation d'un film d'eau qui lubrifie le contact tube/calibre. La calibration combine une trempe et un étirage des couches extérieures du tube, ce qui conduit à une orientation moléculaire importante dans cette zone (zone de peau). Par ailleurs, l'état de surface du tube est défini par les conditions de contact entre tube et calibre. La vitesse du polymère en entrée de calibre et l'épaisseur du film d'eau entre tube et calibre ont été mesurées. Nous avons ainsi montré qu'augmenter la lubrification dans le calibre amène à une diminution du taux d'étirage dans le calibre, taux noté DrCAL (rapport entre la vitesse de ligne et la vitesse en entrée de calibre). Niveau de lubrification et état de surface ont été corrélés par rugosimétrie. Par ailleurs, l'orientation des couches externes a été évaluée par des mesures de biréfringence. Une corrélation nette a été montrée entre la biréfringence en peau (DnPEAU) et DrCAL: réduire DrCAL conduit à une orientation plus faible en surface. Une modélisation thermomécanique a permis de déterminer la carte de température au cours du refroidissement, et de montrer de quelle manière les forces d'étirage se concentrent en peau lors de la cristallisation et génèrent des contraintes à l'origine de l'orientation dans le produit final. Enfin, DnPEAU et l'état de surface ont été reliés aux propriétés mécaniques: l'allongement à la rupture augmente lorsque l'orientation diminue et que le nombre de défauts de surface est limité. Connaissant les relations entre les paramètres du procédé, la structure des tubes, et les propriétés mécaniques, il est à présent possible d'adapter les paramètres de calibration de façon à augmenter le niveau de lubrification au sein du calibre et à réduire le taux d'étirage dans le calibre pour améliorer systématiquement les propriétés mécaniques résultantes.

During the hot stamping (around 940°C) of titanium alloy blades, some surface defects can occur. Lubrication of this process is provided by graphite spray on tools and enamel coating (thickness around 100 μm) on workpieces. Coating is deposited on cold workpiece and is composed with organic adhesives and metallic oxides. After bibliographic analysis, we study coating film evolution during process on samples or pieces (blades, "saucers") . Heating induces marked decreasse of the film thickness and gives it properties very near those of metallic glasses. However, residual porosity and roughness on the surface are observed and classical viscosity measurement methods cannot be used. Defect is a local accumulation of enamel and graphite and result of few parameters combination: too large film thickness and residual porosity, too high tool temperature, lubricant damage... It results from enamel's flow from centre to side of contact which breaks the crust of coating out side the contact. In order to measure enamel coating viscosity, we develop two tests based on isothermal deformation of coated metal : low temperature indentation gives the brittle-ductile transition temperature (corresponding to 101 0 Pas about ) and high temperature compression gives an estimation of enamel viscosity starting from measurement of t rapped film thickness. Checking and improvement of the experimental procedure are performed with standard glass, with geometry samples evolution (film between tool and sample between two samples) and numerical simulation (Forge2® multi-mat.) in order to correct Wilson's theory. We develop a non- isothermal crushing test of cylinder on lateral surface for studying the effect of the lubricant, the enamel thickness and the tool temperature on friction and final enamel thickness distribution. Numerical simulation (Forge3®) provides value of friction and allows to analyse the thickness film evolution: It depends on metal surface extension, surface temperature and contact pressure gradients. The equation describing the enamel flow along the interface metal/tool is established and its resolution starting from numerical data provided by the stamping simulation (surface temperature, contact pressure, friction shear stress) could estimate the evolution of the enamel thickness distribution along stamping process and defect apparition probability .; La production d'aubes en TA6V par matriçage à chaud (vers 940°C) donne occasionnellement l i eu à l'apparition de défauts de surface. La lubrification est assurée côté outils par un lubrifiant graphité, côté pièces par un film d'émail, mélange d'oxydes métalliques et de liant s organiques déposé à froid sur l'ébauche et d'épaisseur de l'ordre de 100 à 200 μm. Après une étude bibliographique, nous étudions l'évolution du film d'émail lors du préchauffage sur échantillons et au cours du procédé industriel sur pièces (aubes, " soucoupes "). Le préchauffage confère au film d'émail des propriétés proches de celles des verres métalliques, réduit fortement son épaisseur , mais laisse une porosité et une rugosité variables qui ne permettent pas la mesure de sa viscosité par des méthodes classiques. Le défaut est une accumulation locale d'émail et de graphite et résulte d'une conjugaison de facteurs : excès d'épaisseur et de porosité résiduelle du film d'émail , température d'outil trop élevée, avarie du film lubrifiant... Un mécanisme de formation du défaut par écoulement de l'émail à l'interface métal-outil du centre vers le bord du contact et rupture de la croûte du film à l'extérieur du contact est proposé. Pour déterminer la viscosité des films d'émail, nous développons deux essais de déformation isotherme de métal revêtu d'émail : indentation à basse température fournissant la température de transition fragile ductile correspondant à 101 0 Pas environ ; compression à température élevée permettant d'estimer la viscosité par mesure de l'épaisseur du film piégée. La mise au point de cet essai s'est faite sur un verre étalon par modification des géométries (piégeage entre outil et lopin, puis entre deux lopins) et par simulation numérique du piégeage (Forge2® multi-mat.) afin de corriger l'analyse théorique de Wilson. Enfin. un essai anisotherme d'écrasement de cylindre sur génératrice permet d'étudier l'effet du lubrifiant, de l'épaisseur d'émail et de l a température d'outil sur le frottement et la répartition d'émail à l'interface. La simulations numérique (Forge3®) permet d'identifier le frottement et d'analyser l'évolution d'épaisseur de l'émail : elle dépend de l'étirement superficiel du métal et des gradients de température superficielle et de pression de contact. L'écoulement de l'émail est mis en équation et sa résolut ion à partir des données issues de la simulation du forgeage (pression de contact, scission de frottement, température superficielle) permettrait d'évaluer la redistribution d'émail au cours du matriçage et les risques d'apparition du défaut.

During the hot stamping (around 940°C) of titanium alloy blades, some surface defects can occur. Lubrication of this process is provided by graphite spray on tools and enamel coating (thickness around 100 μm) on workpieces. Coating is deposited on cold workpiece and is composed with organic adhesives and metallic oxides. After bibliographic analysis, we study coating film evolution during process on samples or pieces (blades, "saucers") . Heating induces marked decreasse of the film thickness and gives it properties very near those of metallic glasses. However, residual porosity and roughness on the surface are observed and classical viscosity measurement methods cannot be used. Defect is a local accumulation of enamel and graphite and result of few parameters combination: too large film thickness and residual porosity, too high tool temperature, lubricant damage... It results from enamel's flow from centre to side of contact which breaks the crust of coating out side the contact. In order to measure enamel coating viscosity, we develop two tests based on isothermal deformation of coated metal : low temperature indentation gives the brittle-ductile transition temperature (corresponding to 101 0 Pas about ) and high temperature compression gives an estimation of enamel viscosity starting from measurement of t rapped film thickness. Checking and improvement of the experimental procedure are performed with standard glass, with geometry samples evolution (film between tool and sample between two samples) and numerical simulation (Forge2® multi-mat.) in order to correct Wilson's theory. We develop a non- isothermal crushing test of cylinder on lateral surface for studying the effect of the lubricant, the enamel thickness and the tool temperature on friction and final enamel thickness distribution. Numerical simulation (Forge3®) provides value of friction and allows to analyse the thickness film evolution: It depends on metal surface extension, surface temperature and contact pressure gradients. The equation describing the enamel flow along the interface metal/tool is established and its resolution starting from numerical data provided by the stamping simulation (surface temperature, contact pressure, friction shear stress) could estimate the evolution of the enamel thickness distribution along stamping process and defect apparition probability .; La production d'aubes en TA6V par matriçage à chaud (vers 940°C) donne occasionnellement l i eu à l'apparition de défauts de surface. La lubrification est assurée côté outils par un lubrifiant graphité, côté pièces par un film d'émail, mélange d'oxydes métalliques et de liant s organiques déposé à froid sur l'ébauche et d'épaisseur de l'ordre de 100 à 200 μm. Après une étude bibliographique, nous étudions l'évolution du film d'émail lors du préchauffage sur échantillons et au cours du procédé industriel sur pièces (aubes, " soucoupes "). Le préchauffage confère au film d'émail des propriétés proches de celles des verres métalliques, réduit fortement son épaisseur , mais laisse une porosité et une rugosité variables qui ne permettent pas la mesure de sa viscosité par des méthodes classiques. Le défaut est une accumulation locale d'émail et de graphite et résulte d'une conjugaison de facteurs : excès d'épaisseur et de porosité résiduelle du film d'émail , température d'outil trop élevée, avarie du film lubrifiant... Un mécanisme de formation du défaut par écoulement de l'émail à l'interface métal-outil du centre vers le bord du contact et rupture de la croûte du film à l'extérieur du contact est proposé. Pour déterminer la viscosité des films d'émail, nous développons deux essais de déformation isotherme de métal revêtu d'émail : indentation à basse température fournissant la température de transition fragile ductile correspondant à 101 0 Pas environ ; compression à température élevée permettant d'estimer la viscosité par mesure de l'épaisseur du film piégée. La mise au point de cet essai s'est faite sur un verre étalon par modification des géométries (piégeage entre outil et lopin, puis entre deux lopins) et par simulation numérique du piégeage (Forge2® multi-mat.) afin de corriger l'analyse théorique de Wilson. Enfin. un essai anisotherme d'écrasement de cylindre sur génératrice permet d'étudier l'effet du lubrifiant, de l'épaisseur d'émail et de l a température d'outil sur le frottement et la répartition d'émail à l'interface. La simulations numérique (Forge3®) permet d'identifier le frottement et d'analyser l'évolution d'épaisseur de l'émail : elle dépend de l'étirement superficiel du métal et des gradients de température superficielle et de pression de contact. L'écoulement de l'émail est mis en équation et sa résolut ion à partir des données issues de la simulation du forgeage (pression de contact, scission de frottement, température superficielle) permettrait d'évaluer la redistribution d'émail au cours du matriçage et les risques d'apparition du défaut.

L'étude de la fiabilité de MESFET GaAs passivés avec une couche de silice nous a permis de mettre en évidence un phénomène parasite associé aux dégradations des performances hyperfréquences. Ce phénomène apparaît sur le réseau de caractéristiques IDS(VDS) sous la forme d'un coude du courant en régime de saturation. Ce phénomène s'accentue avec le vieillissement du transistor et nous montrons qu'il peut être lié au comportement de la surface de GaAs. Une simulation numérique nous a permis d'interpréter ce phénomène par la présence d'états de surface dans les zones d'accès de ces transistors.

Des irradiations par faisceaux laser continu ont été faites sur GaAs dans une gamme de puissances comprises entre 0,5 et 0,8 Pm. Pm étant la puissance de fusion. Les résultats obtenus par DLTS montrent la formation à la surface d'un continuum de pièges notés PL1. Des expériences complémentaires effectuées par ellipsométrie et SIMS permettent de relier les pièges à des défauts dans une faible couche d'oxyde formée durant le traitement. Les expériences de DLTS et DLOS réalisées dans différentes conditions de polarisation s'interprètent par une relaxation de ces défauts sensibles au champ électrique.

Développement de diagnostics expérimentaux permettant d'étudier les masses éjectées obtenues a partir de défauts de surface reparties ou localises. Evaluation de la masse éjectée en fonction de la vitesse des particules moyennant l'hypothèse du transfert inélastique de la quantité de mouvement entre l'éjecta et une cible mince placée initialement devant la surface libre et dont on suit la vitesse par interférométrie doppler laser. Etude de la structure spatiale des éjecta au moyen d'un générateur de rayons-x pulse et de l'évolution des contours a l'aide d'une camera ultrarapide a images intégrales. Elaboration d'un modèle.