Soutenance de thèse de Louis JOESSEL

Ce travail de thèse s’intitule : « Modélisation micromécanique du comportement viscoplastique d’un polycristal poreux : application à un acier inoxydable austénitique irradié ». L’objectif de ce travail est d’apporter des outils capables d’estimer l’effet de la présence potentielle de larges cavités intragranulaires plutôt sphériques (relatives à des niveaux d’irradiation élevés) sur le comportement viscoplastique d’une classe d’aciers inoxydables austénitiques, couramment utilisés comme aciers constitutifs des internes de cuve des réacteurs à eau pressurisée. Plus particulièrement, la thèse vise à proposer une modélisation micromécanique pour le comportement d’un polycristal viscoplastique, à structure cubique, contenant des cavités intragranulaires de forme plutôt sphériques. Dans le cadre de ce travail de thèse : Une étude de la réponse effective d’un monocristal (FCC, BCC ou ionique) viscoplastique poreux sous chargement hydrostatique a été réalisée. Dans cette étude, le comportement du monocristal dérive d’en potentiel en loi puissance dans lequel les cissions critiques des systèmes de glissement sont involutives. Deux approches par homogénéisation permettent d’obtenir deux réponses macroscopiques différentes : une est basée sur le modèle de laminé de rang infini proposé par Idiart (2008), l’autre est basée sur l’assemblage des sphères composites. Les cas limite de la viscosité linéaire et de la plasticité sont également étudiés. La pertinence de ces deux résultats théoriques est étudiée par rapport aux résultats des simulations numériques sur cellule périodique, basées sur la FFT. Deux modèles de comportement pour un monocristal poreux viscoplastique qui sont des extensions des approches précédentes au cas d’un chargement général ont été proposés. Comme pour le cas du chargement hydrostatique, les prévisions des modèles sont validées par comparaison avec des résultats des calculs en champs complets, basés sur la FFT. Les deux modèles ont été utilisés pour évaluer le comportement des aciers fortement irradiés. Des simulations numériques sur des monocristaux poreux avec la loi de Han (2012), spécialement dédiée aux aciers inoxydables austénitiques irradiés et au préalable implémentée dans le code de calcul FFT, ont permis d’identifier une valeur de la cission critique (identique pour tous les systèmes de glissement). Ce paramètre matériau est ensuite utilisé dans les modèles d’homogénéisation pour réaliser des simulations sur des polycristaux denses, où la loi de comportement locale implémentée dérive des deux modèles d’homogénéisation pour monocristaux poreux (travail en cours).

The title of the thesis is : « Micromechanical modeling of the viscoplastic behavior of a porous polycrystal: application to an irradiated austenitic stainless steel ». The main goal of this work is to provide the tools to estimate the effect of spherical intragranular cavities (induced by high level of irradiation) on the viscoplastic behavior of inoxydables austenitic steels used as internal materials in the pressurized water reactor vessel. More particularly, the goal of this work is to propose a micromechanical modeling for the behavior of porous polycyrstals, where the cavities are intragranular and spherical.