Les travaux développés concernent des alliages métalliques structuraux (aciers, alliages de titane, superalliages base nickel mono et polycristallins,…) soumis à des chargements mécaniques (traction, fluage, fatigue, …) et de température (20°C – 1200°C) proches de leur usage. Ils visent à caractériser les processus élémentaires de déformation et des premiers stades d’endommagement (amorçage de fissures) en lien avec la microstructure du matériau aux échelles pertinentes. Il s’agit le plus souvent d’identifier les configurations microstructurales qui gouvernent la formation de microfissures avec pour objectif, soit d’émettre des propositions en vue de l’optimisation des alliages (liens forts avec les élaborateurs-forgerons / partenaires industriels), soit d’enrichir physiquement des modèles de comportement et d’endommagement.
Une part importante des études porte sur le développement expérimental d’essais mécaniques en température, sous environnement contrôlé (air, vide, …), in situ sous microscope (optique, MEB, MEB+EBSD) et d’une instrumentation adaptée (mesures de déformation à hautes températures, corrélation d’images numériques sous MEB, EBSD HR, …). Les outils de microscopie sont au centre des caractérisations mises en œuvre à différentes échelles : Optique, MEB, EBSD (Orientation et désorientation locale, textures, …), EBSD HR (champ local de déformation), reconstruction 3D, … EDS (oxydation, défauts,…).
Les modèles développés s’appuient largement sur les outils de plasticité cristalline. Certains sont « physiquement enrichis » pour rendre compte des évolutions de microstructures à hautes T(°C) (superalliages monocristallins). D’autre part des simulations en champs complets sur microstructure sont réalisées à partir d’agrégats polycristallins obtenus par différentes méthodes (reconstruction 3D expérimentale, génération d’agrégats statistiquement représentatifs).
Systèmes de glissement et amorçage de fissures dans les alliages de titane. Champs de déformation locale par corrélation d’images numériques. Domaines cristallographiques favorisant glissement et amorçage de fissures.