Étude numérique de l'influence des propriétés microstructurales et de la rugosité de surface sur la localisation des champs mécaniques locaux dans les polycristaux

Le phenomene de fatigue, dans le cas des alliages metalliques, peut conduire a l'apparition de fissures courtes en surface des composants industriels. L'evolution de ce type de fissures dans les polycristaux est grandement influence par la microstructure locale, notamment l'orientation des grains et les joints de grains. Ce constat amene depuis quelques annees a etudier le comportement de ces fissures a l'echelle mesoscopique (du grain a l'agregat polycristallin) afin de quantifier l'effet des parametres microstructuraux locaux. En parallele, les procedes industriels induisent sur les pieces mecaniques un etat de surface, caracterise entre autres par une rugosite, un ecrouissage local et des contraintes residuelles. Bien qu'intuiter le fait que chacun de ces parametres influera sur la duree de vie en fatigue, quantifier leur effet aux differentes echelles microstructurales necessite une analyse systematique pour chaque parametre. Le travail presente vise a caracteriser l'influence de la rugosite, de maniere isolee, sur la distribution des champs mecaniques locaux dans un polycristal. Il s'agit egalement de mettre en regard l'echelle de la rugosite avec celle de la microstructure, comme par exemple la taille de grain. Des calculs d'agregats polycristallins, comportant differentes rugosites de surface, sont effectues avec un modele de plasticite cristalline. L'analyse des resultats montre que la rugosite de surface perturbe les champs sur une couche critique, dont la profondeur est liee a la taille de grain.