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International audience; At high-temperature, viscoplastic behaviour of polycrystalline uranium dioxide (UO2) is governed by the dislocation flow. At this scale, curvatures in the crystal lattice, associated to the presence of Geometrically Necessary Dislocations (GNDs), have been observed. Here, we develop an approach based on the Field Dislocation Mechanics theory, which models the Geometrically Necessary Dislocations (GNDs) glide, allowing us to consider the size effects associated to GNDs. The proposed model is used to simulate an imposed speed compression test of a polycrystal of UO2. This test shows : accumulation of GNDs at the grain boundaries, glide within the grains and the formation of sub-grains. Results predicted by the model demonstrate, qualitatively, a good agreement with the experimentally observed dislocations substructure in deformed UO2.; À haute température, les déformations viscoplastiques de l’UO2 polycristallin sont gouvernées par le mouvement des dislocations. À cette échelle, des courbures dans le réseau cristallin ont été observées, et sont associées à la présence de Dislocations Géométriquement Nécessaires (GNDs). Une approche basée sur la théorie de la Mécanique des Champs de Dislocations, qui modélise le glissement des GNDs, a été développée pour rendre compte des effets d’échelle associés à la présence de ces GNDs. Le modèle proposé est utilisé pour simuler un essai de compression à vitesse imposée d’un polycristal d’UO2, au cours duquel on observe l’accumulation de GNDs sur les joints de grains, leur glissement dans les grains et la formation de sous grains. Les résultats du modèle montrent, qualitativement, un bon accord avec la sous-structuration de dislocations observée expérimentalement.

Colloque avec actes et comité de lecture. Internationale.; International audience; Des échantillons polycristallins d’UO2 ont été implantés avec des ions He. La fine couche implantée, proche de la surface libre et contrainte par la matrice non implantée, est soumise à des contraintes élastiques qui sont étudiées par diffraction des rayons X et une modélisation mécanique. Les échantillons sont caractérisés par micro diffraction Laue sur la ligne de lumière BM32 au synchrotron européen ESRF à Grenoble. Cette technique permet une caractérisation grain à grain, générant plus de 1000 diagrammes Laue par échantillon. Les clichés Laue sont caractéristiques de la structure cubique de l’UO2 mais présentent un dédoublement des taches: un pic principal provenant de la matrice UO2 non implantée et un pic dit satellite de plus faible intensité associé à la couche implantée déformée. Pour chaque grain, la distance entre les pics dédoublés peut être analysée par une méthode des moindres carrés dans le but d’extraire la déformation élastique dans la couche implantée. Le grand nombre de grains sondés (1000), orientés dans des directions cristallographiques très différentes (texture isotrope), permet d’étudier la relation entre la déformation ainsi mesurée et l’orientation du grain. Pour tous les grains, le tenseur des déformations comporte essentiellement une composante normale à la surface, et un terme de cisaillement. Les autres composantes sont négligeables. Les valeurs mesurées dépendent de l’orientation du cristal par rapport à la surface de l’échantillon. Une modélisation mécanique simple a été proposée pour expliquer ces résultats : il s’agit d’un modèle élastique, qui prend en compte l’anisotropie locale de la structure cubique de l’UO2 et l’orientation cristallographique de chaque grain. L’implantation est modélisée par un gonflement libre isotrope qui charge mécaniquement la couche implantée. Le très bon accord obtenu entre les données issues du modèle et celles extraites des mesures de diffraction confirme la pertinence des hypothèses définies pour ce modèle.

Colloque avec actes et comité de lecture. Internationale.; International audience; Nous cherchons ici à déterminer par des calculs en champs complets les propriétés effectives de matériaux hétérogènes constitués de phases présentant un comportement élastique linéaire. Soit pour des raisons physiques (interfaces mal définies, propriétés locales inconnues, …) ou pour des raisons liées à des aspects numériques, le comportement élastique en certains points d’un élément de volume représentatif de cette microstructure peut être indéterminé. Dans ces situations spécifiques, nous proposons d’affecter des propriétés élastiques homogènes à ces zones mal définies tout en contrôlant l’erreur à l’aide d’une polarisation. Il est ainsi possible de borner le comportement effectif cherché, le resserrement de ces bornes dépendant du champ de polarisation retenu : uniformément nul (Hill 1963), constant (Toulemonde et al. 2008) ou, comme nous le proposons dans ce travail, variable dans les zones mal définies. Cette méthode est appliquée à des calculs en champs complets par transformée de Fourier Rapide (Moulinec et Suquet, 1998). Même si la microstructure est parfaitement définie, la discrétisation en éléments de volume réguliers (voxel) habituellement associée à cette méthode conduit à des voxels dont les propriétés mécaniques sont mal définies car incluant des phases de nature différente. Pour des réalisations données de microstructure, nous étudions la sensibilité des différentes bornes obtenues au champ de polarisation ainsi construit. Hill, R. (1963) 'Elastic properties of reinforced solids : some theoritical principles' J. Mech. Phys. Solids 11, 357-372. Toulemonde C., Masson R., El-Gharib J. 'Modeling the effective elastic behavior of composites: a mixed Finite Element and homogenisation approach', Comptes Rendus Mécanique, 336/3 pp 275-282, 2008. Moulinec H., Suquet P. 'A numerical method for computing the overall response of nonlinear composites with complex microstructure' Comput. Methods Appl. Mech. Engrg. 157, 69-94

Colloque avec actes et comité de lecture. Internationale.; International audience; Des essais mécaniques sur plaques et tubes en composites SiC/SiC ont été instrumentés par de l'imagerie pour mesurer les déformations par corrélation. Chaque image couvre plusieurs mailles du tissage, et la variation de la fenêtre d'échantillonnage permet de passer de mesures locales à des mesures globales. L'introduction de la dimension temporelle dans la corrélation d'images améliore nettement la précision de la méthode.