Influence de la rugosité de surface sur les champs mécaniques locaux dans les agrégats polycristallins

L'etat de surface des composants mecaniques varie en fonction des sollicitations appliquees. Le procede de fabrication peut engendrer a la surface de ces pieces, entre autres, un pre-ecrouissage, un relief de surface, un etat de contraintes residuelles et la recristallisation partielle de la microstructure. Il s'avere que sous chargement de fatigue, tous ces parametres influent de differentes manieres sur la duree de vie. Mieux apprehender dans un premier temps les effets separes de chacun, puis les effets combines apporterait des elements supplementaires pour mieux predire, voire prolonger la duree de vie de ces pieces. Cette etude se focalise sur le role de la rugosite de surface, i.e. l'aspect geometrique de l'etat de surface uniquement. Pour cela, les resultats de calculs d'agregats polycristallins en 3D avec plasticite cristalline sur des maillages comportant differents niveaux de rugosite sont compares. Deux types d'etats de surface sont pris en compte, brut et brosse. Des surfaces rugueuses a rugosite controlee sont generees a partir des profils de rugosite 1D, puis appliquees sur un maillage de polycristal. L'analyse des resultats se fait aussi bien en surface que dans le volume. Elle met en evidence une competition entre la cristallographie et la rugosite pour imposer les schemas de localisation de la deformation. Lorsque la rugosite devient plus forte, on passe des bandes traditionnelles que genere la cristallographie a des champs de deformation pilotes par les singularites geometriques de la surface, comme les vallees du profil de rugosite. Cette transition va s'etablir differemment suivant le rayon de courbure des stries du relief de surface, selon une regle dont on etablit la forme parametrique. On remarque egalement que cet effet se dissipe peu a peu sous la surface, jusqu'a devenir totalement negligeable apres avoir franchi la premiere couche de grains. Cette etude donne une image renouvelee des champs locaux en surface, et devrait influencer le developpement de modeles d'endommagement a base physique.